Geförderte Solarforschung
Roland Mitri erhält Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrats.
Roland Mitri, Inhaber des Lehrstuhls für Theoretische Chemie an der Universität Würzburg, wird mit einem hochrangigen Preis des Europäischen Forschungsrates (ERC) ausgezeichnet. Der 39-jährige Forscher bekam vor einigen Tagen mitgeteilt, dass ihm ein „Consolidator Grant“ in Höhe von 1,5 Millionen Euro zugesprochen wird. Diese Art von Preis vergibt der ERC an „besonders aussichtsreiche Forschungstalente“. Die millionenschwere Förderung wird über die kommenden fünf Jahre verteilt. Mit dem Geld kann Mitri sein Team deutlich personell vergrößern und mit neuer Rechentechnik ausstatten.
Abb.: Roland Mitri (Bild: R. Emmerich)
Woran der Chemieprofessor arbeitet? Letzten Endes zielt seine Forschung darauf ab, die Solartechnologie voranzubringen, Licht noch effizienter in elektrischen Strom umzuwandeln. Als Theoretiker macht Mitri dafür keine realen Experimente mit greifbaren Materialien. Stattdessen modelliert und simuliert er diverse Vorgänge am Computer.
Wie funktionieren komplex gebaute Moleküle, die Lichtenergie umwandeln können? Wie nehmen sie die Energie auf, wie transportieren sie sie weiter, wie wandeln sie sie in elektrischen Strom um? Welche Prozesse sind dabei wichtig, wie kann man den ganzen Vorgang effizienter machen? All diesen Fragen gehen die Wissenschaftler mit leistungsfähigen Computern und ausgefeilten Simulationsprogrammen nach.
„Unsere theoretischen Erkenntnisse sind für die experimentierenden Kollegen ganz wichtig“, sagt Mitri, „sie können damit viel zielgerichteter an verbesserten Materialien zur Energieumwandlung arbeiten.“ Denn ohne theoretische Modelle lasse sich nicht wirklich verstehen, welche molekular-energetischen Prozesse zum Beispiel in einer Solarzelle ablaufen.
Auf den Computermonitoren in Mitris Arbeitsgruppe sind derzeit vor allem Multiporphyrin-Arrays – kompliziert aufgebaute Farbstoffmoleküle, die zu größeren Verbänden verknüpft sind – sowie tubulare J-Aggregate zu sehen. Letztere sind röhrenförmige Strukturen, die sich wiederum zu präzisen geometrischen Mustern anordnen lassen und zum Beispiel an plasmonische Metall-Nanostrukturen gebunden werden können.
„Bislang haben wir relativ einfache Lichtsammel-Moleküle modelliert“, sagt Mitri. Mit dem Geld vom ERC will er seine Forschung auf weitaus komplexere Systeme bis hin zu Nanostrukturen ausweiten, sogenannten Plasmon-Exciton-Hybride. Dahinter verbergen sich zum Beispiel schachbrettartig angeordnete Nanostrukturen aus Metall, kombiniert mit röhrenförmigen Farbstoffmolekülen. Derartige Anordnungen lassen energetische Eigenschaften erwarten, die vielleicht für Fortschritte in der Solartechnologie sorgen.
U. Würzburg / DE
