Exploratory Round Table Conference in Shanghai mit dem Thema "Elektrochemie -  neu entdeckt"

Aufbau einer einfachen photoelektrischen Zelle (aus B. C. Wood, T. Ogitsu, and E. Schwegler, “Ab initio modeling of water–semiconductor interfaces for photocatalytic water splitting: role of surface oxygen and hydroxyl”, Journal of Photonics for Energy, Vol. 1, 2011, 016002)

Die vierte „Exploratory Round Table Conference“ oder ERTC mit dem Thema “Elektrochemie – neu entdeckt” findet vom 18.-20. November 2013 im Shanghai Institute of Advanced Studies statt. Diese Konferenz ist die vierte einer jährlichen Konferenzserie, die Wissenschaftlern der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) sowie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) eine Plattform bieten soll, gemeinsam mit international führenden Forschern neue und sich schnell entwickelnde Forschungsgebiete zu diskutieren und zu evaluieren. MPG und CAS wollen so Visionen entwickeln und Anstöße geben mit dem Ziel, in ihren eigenen Organisationen neue Forschungsthemen an der vordersten Front der Wissenschaft zu etablieren. Die ERTC Serie dient somit als ein zusätzliches Instrument, neue Prioritäten in der Weiterentwicklung des Forschungsportfolios beider Organisationen zu setzen.

Von Elektrochemie ist immer dann die Rede, wenn in einem weiter gefassten Sinn elektrische in chemische oder chemische in elektrische Signale umgewandelt werden. Dies schließt die wechselseitige Konversion zwischen chemischer und elektrischer Energie mit ein, ebenso die Umwandlung von elektrischer in chemische Information und umgekehrt.

Diesem unverkennbar interdisziplinären Gebiet entspringen ganz unterschiedliche Anwendungen: Energieumwandlung und -speicherung für die zukünftige globale Energieversorgung, Elektromobilität und Elektroantrieb, Sensorik und Beeinflussung chemischer Umgebung mittels Gassensoren, oder auch das Verständnis der Signalausbreitung in Nervenzellen von lebenden Systemen.

Zudem besitzt die Elektrochemie ein großes Potenzial für Vereinheitlichung. Nur durch die Elektrochemie ist es möglich, elektrische Phänomene, die von chemischen Veränderungen begleitet werden, zu verstehen. Dies gilt ebenso für chemische Phänomene, die mit elektrischen Effekten in Verbindung gebracht werden.

Die oft geäußerte Überzeugung, es handele sich bei der Elektrochemie um ein schon abgeschlossenes oder gar altmodisches Gebiet, stellt einen großen Irrtum dar und basiert auf einer gewissen Selbsteinengung des Gebietes. Es ist daher angebracht, die „Elektrochemie aus einem neuen Blickwinkel zu betrachten“, insbesondere was die vier ausgewählten Unterthemen mit ihren außergewöhnlichen Perspektiven betrifft.

Migrierender Sauerstoff in einem Ba0.5Sr0.5CoO2.875-Kristall

Die hierbei interessanten Materialien sind überwiegend Festkörper. Dennoch betrachtet die Elektrochemie sie gewöhnlich sehr oberflächlich. Erst die Konzepte der Defektchemie erlauben es, Festkörper detailliert zu beschreiben und so ein verallgemeinertes Bild chemischer Anregungen zu erhalten.

In diesem Zusammenhang ist natürlich die Ausnutzung von Licht von größter Bedeutung, insbesondere im Hinblick auf die reichlich vorhandene Sonnenenergie und auch auf die unschlagbaren Vorteile, die Licht bei der Informationsübertragung bietet.

Die Betrachtung elektrischer Eigenschaften in der Biologie hat lange Tradition. Dennoch bietet das Verständnis bioelektrischer Prozesse erstaunliche Perspektiven, deren Bedeutung weit über biologische Systeme hinausgeht.

Während die genannten Gebiete konzeptionell geprägt sind, haben die jüngsten Entwicklungen in Bezug auf Rechenleistung und Software die rechnergestützte Elektrochemie (Computational Electrochemistry) vorangebracht. Dies trifft auch auf ihr Potenzial zu, die beteiligten grundlegenden Prozesse zu entschlüsseln. Hier liegt die Herausforderung in größeren Systemen bei einer angemessenen Beschreibung der Kombination chemischer Variationen mit den Wirkungen elektrischer Felder.

Das Ziel der Exploratory Round Table Conference (ERTC) ist es, das Potenzial und auch die strukturellen Unzulänglichkeiten der elektrochemischen Forschung zu untersuchen und zu diskutieren – im Allgemeinen und auf den vorstehend erwähnten Gebieten im Besonderen. Die Resultate werden Ausgangspunkt für weiterführende Überlegungen von CAS und MPG sein.

 

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