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Zweite Förderperiode für die DFG-Forschungsgruppe FOR 5065 ELSICS
In seiner Sitzung am 25. September 2025 hat der Hauptausschuss der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) auf Empfehlung des Senats die Einrichtung und die Verlängerung mehrerer Forschungsgruppen beschlossen. Verlängert wurde u.a. die Forschungsgruppe „Energielandschaften und Struktur in ionenleitenden Feststoffen (ELSICS)“ (Sprecher: Professor Dr. Karl-Michael Weitzel, Universität Marburg)
Das Gesamtbudget der 2. Förderperiode von ELSICS beträgt ca. 3.1 Mio. Euro. Davon entfallen ca. 1.2 Mio. Euro auf die Marburger Projekte Z, P1 und P8.
https://www.dfg.de/de/service/presse/pressemitteilungen/2025/pressemitteilung-nr-31
[Zusammenfassung(in Deutsch)]
Die Potentialenergie-Landschaft mobiler Ionen in Festkörper-Materialien ist eng verknüpft mit der Struktur auf der atomaren Skala. Diese Wechselbeziehung und die sich daraus ergebenden Eigenschaften, z.B. die Ionenmobilität, haben höchst aktuelle Bedeutung mit direkter Anwendungsrelevanz bei der Energiespeicherung und –konversion. Das Verständnis von Struktur, Energielandschaft und Ionentransport ist wesentlich, um verbesserte und neue Funktionalitäten mit wissensbasierter Methodik zu entwickeln.
Ziel dieser Forschungsinitiative ist es, mit einer konzertierten Aktion experimenteller und theoretischer Arbeitsgruppen Energieverteilungen von Ionenplätzen in Festkörpern auf Grundlage atomar aufgelöster Strukturen und in Verbindung mit Transporteigenschaften zu quantifizieren. Diese Quantifizierung soll für amorphe Festkörper und Kristalle mit definierten Defekten sowie polykristalline Festkörper bzw. Bi-Kristallen mit Grenzflächen-dominiertem Ladungstransport durchgeführt werden. Der Fokus wird auf zwei Materialklassen gerichtet sein: Alkaliionen-basierte Materialien mit Bezug zur Energiespeicherung und perowskitische Materialien mit Bezug zu Brennstoffzellen.
Die Forschungsgruppe FOR_5065 enthält State-of-the-art Expertise experimenteller Arbeitsgruppen [Ladungsanlagerungsinduzierter Transport (CAIT), Sekundär-Ionen-Massenspektrometrie (SIMS), Festkörper-NMR (NMR), Atomsonden-Tomographie (APT), höchstauflösende Transmissions-Elektronenmikroskopie HR-TEM), und Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS)], und theoretischer Arbeitsgruppen für die Modellierung kristalliner und amorpher Systeme. Von den Studien erwarten wir die Entwicklung eines vereinheitlichten Bildes der Wechselbeziehung zwischen Energielandschaft, Struktur und Ionentransport in Festkörpermaterialien mit Vorhersagekraft.
[Summary (in English)]
The potential energy landscape of mobile ions in solid-state materials and the atomic scale structure are intimately interrelated. This interrelation and the resultant properties, e.g. the mobility of the ions, is of paramount interest in contemporary material science with direct applications in energy storage and conversion. Understanding the interplay of structure, energy landscape and ionic transport of ionic solids is of crucial importance for a knowledge-based development of improved and new functionalities of these materials.
It is the aim of this initiative to quantify the energy distribution of ionic sites in solids on the basis of atomically resolved structures and in conjunction with ionic transport properties with a truly concerted effort of experimental and theoretical research groups. More specifically, amorphous solids and crystals with well-defined defects as well as polycrystalline systems or bi-crystals with grain-boundary dominated ionic transport shall be investigated. The focus will be on two different classes of materials where ionic mobility is of tantamount importance. The first class is alkali ion based materials with relevance for energy storage. The second class is perovskitic materials relevant for fuel cells.
The joint effort of the research unit FOR_5065 will involve state-of-the-art expertise from diverse experiments [charge attachment induced transport (CAIT), solid-state nuclear magnetic resonance (NMR), atom probe tomography (APT), analytical and high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)] as well as dedicated solid-state matter theory for crystalline and amorphous materials. As a result of this initiative, we expect to be able to provide a unifying picture with predictive character of the interrelation between energy landscape, structure and ion transport in solid-state materials.
Für weitergehende Informationen siehe:
GEPRIS: Link
Homepage der Forschungsgruppe: Link