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Prof. Dr. Christoph Lienau

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Nano- und Energieforschung

Die Fakultät unternimmt derzeit große Anstrengungen zum weiteren Ausbau des fächerübergreifenden Forschungsschwerpunktes „Nano- und Energieforschung”, in dessen Rahmen nanoskopische und molekulare Grundlagen der Energiekonversion erforscht und neue Konzepte der Energiespeicherung entwickelt werden. Dieser Bereich ist eine Weiterentwicklung der Energie- und Materialforschung, vor allem der Themen Solar- und Windenergie, die in Oldenburg gut etabliert und sehr erfolgreich sind (J. Parisi, C. Agert bzw. J. Peinke, M. Kühn). Eine Kompensationsprofessur in der Physik soll derart besetzt werden, dass den experimentellen Arbeitsgruppen im Bereich Nano- und Energieforschung die theoretischen Grundlagen zur Verfügung gestellt werden können.

In dem Schwerpunkt lassen sich vier Bereiche abgrenzen:

  • Teilbereich A: Chemische Bindungsaktivierung
  • Teilbereich B: Nano-Optik
  • Teilbereich C: Elektrochemie und Grenzflächen
  • Teilbereich D: Energieforschung vor dem Hintergrund der Netzintegration

Chemische Bindungsaktivierung

Dieser Teilbereich wird vom Institut für Chemie getragen und untersucht chemische Elementarprozesse (Bindungsaktivierungsprozesse) in der homogenen Phase und an Grenzflächen. Im Fokus dieser Untersuchungen stehen grundlegende Prinzipien der Energiespeicherung in reaktionsträgen Verbindungen auf molekularer Ebene und das Design neuer energieeffizienter chemischer Prozesse. Im Laufe des fast abgeschlossenen Generationswechsels im Institut konnte durch gezielte Neubesetzungen der experimentellen Gruppen (J. Christoffers, S. Doye, T. Müller) die Basis für die langfristige Entwicklung dieser Forschungsrichtung gelegt werden. Diese Zusammenarbeit konsolidierte sich in den letzten Jahren in DFG-geförderten Kooperationsprojekten der Gruppen R. Beckhaus/S. Doye und J. Christoffers/M. Wickleder. Als Konsequenz dieser Aktivität wird der personelle Umbau des Instituts mit der gezielten und passgenauen Besetzung der Nachfolgeprofessur von J. Martens abgeschlossen werden, mit dem Ziel eine noch höhere Kohärenz der Forschungsrichtung am Institut für Chemie zu erreichen.

Nano-Optik

Dieser Bereich wird derzeit am Institut für Physik etabliert. Hier sollen einerseits die für die Solarenergiekonversion besonders wichtigen ultraschnellen Ladungstransferprozesse erforscht werden, andererseits auch plasmonische Effekte an Grenzflächen. Nach den weitgehenden Strukturentscheidungen, die im Rahmen der erfolgreichen Bleibeverhandlungen mit C. Lienau getroffen wurden, konnte inzwischen eine Professur für Rastersondenspektroskopie besetzt werden (N. Nilius; ab 01.11.2012); die Verhandlungen für die Besetzung einer dritten experimentalphysikalischen Professur, die insbesondere auf die kohärente Kontrolle molekularer Dynamik abzielen wird, konnten im Mai 2013 erfolgreich abgeschlossen werden (M. Wollenhaupt; ab 01.08.2013). Im Jahre 2014 wird dieser Bereich zudem durch die Besetzung einer weiteren Professur für Experimentelle Optik passgenau verstärkt werden (erste Kompensationsprofessur).

Elektrochemie und Grenzflächen

Dieser Teilbereich, dem eine Klammerfunktion zwischen den beiden vorherigen zukommt, hat noch erhebliches Entwicklungspotenzial, und wird durch Bündelung von Kompetenzen in naher Zukunft deutlich gestärkt werden. Die grundlagenorientierte Gruppe von G. Wittstock entwickelt insbesondere mikroelektrochemische Verfahren zur Untersuchung von lokalen Reaktionsmechanismen sowie für den gezielten Aufbau molekular definierter Schichten auf Elektroden und anderen Fest-Flüssig-Grenzflächen. Eine elektrochemisch ausgerichtete Juniorprofessur, die diesem Teilbereich zugeordnet wurde, wird 2014 besetzt werden. Weiterhin sollen diejenigen Gruppen des EWE-Instituts „Next Energy”, die an Brennstoffzellen und Energiespeicherkonzepten arbeiten, in diesen Bereich eingebunden werden. Der erst kürzlich berufene Professor für Technische Chemie, M. Wark, wird mit seiner Expertise genau diese Verbindungsfunktion wahrnehmen. Mit der Projektgruppe “Elektrische Energiespeicher” des Fraunhofer IFAM (Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung) Bremen ist eine weitere anwendungsorientierte Einrichtung mit elektrochemischem Forschungsprofil in unmittelbarer Campusnähe angesiedelt. In diesem Bereich bestehen hervorragende Kontakte zur Gruppe Energie- und Halbleiterforschung (J. Parisi).

Energieforschung vor dem Hintergrund der Netzintegration

In der Energieforschung ist einer der aktuellsten Bereiche das elektrische Energienetz mit der besonderen Herausforderung, immer mehr Strom aus erneuerbaren Energiequellen einzubinden. Hierzu muss aufbauend auf den mikroskopischen Wandlungsprozessen (chemischer oder physikalischer Natur) die Funktionsweise von Energiesystemen verstanden werden. Forschung im Bereich von Solarmodulen und Brennstoffzellen (J. Parisi, C. Agert), Windenergieanlagen (M. Kühn, J. Peinke, Neuberufung Numerik des IfM) bis hin zur Bioenergie (Hydrothermale Karbonisierung – R. Buchwald, M. Wark, J. Peinke) steht dabei im Zentrum des Interesses; diese Themen werden in vielen Drittmittelprojekten bearbeitet. Da einige Aspekte stark anwendungsorientiert sind, bestehen enge Kooperationen mit zwei Fraunhoferinstituten, die durch eine gemeinsame Projektgruppe bzw. eine gemeinsame Abteilung institutionalisiert sind (Bereich der Energiespeicher: IFAM, Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung; Bereich Windenergie: IWES, Institut für Windenergie und Energiesysteme). Am Forschungsverbund „Intelligente Netze Norddeutschland (Smart Nord)“ sowie im Promotionsprogramm „Systemintegration Erneuerbarer Energien“ sind aus der Physik M. Kühn, C. Agert, A. Hartmann, J. Parisi, D. Heinemann, aus dem Institut für Chemie und Biologie des Meeres U. Feudel beteiligt und es findet eine intensive Kooperation mit der Fakultät II statt.

We8+v84bmasterle (xeni4sigqa.jurado.gar8c6hcia@uol.de) (Stand: 21.01.2019)