Dr. Simon Schweidler: MAP-KAT
Ohne leistungsfähige Katalysatoren bleibt grüner Wasserstoff teuer und ineffizient. Das Projekt "MAP-KAT" setzt auf neuartige Materialansätze und datengetriebene Forschung, um bessere Lösungen schneller zu entwickeln. So soll der Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung geebnet werden.
Der Klimawandel erfordert neue Technologien zur nachhaltigen Energieversorgung. Eine zentrale Rolle spielt dabei “grüner” Wasserstoff, der durch die elektrochemische Spaltung von Wasser mithilfe erneuerbarer Energien erzeugt werden kann. Als vielseitiger Energieträger kann Wasserstoff in Industrie, Mobilität und Energiespeicherung eingesetzt werden. Für eine wirtschaftliche Umsetzung dieser Technologie werden jedoch leistungsfähige und langlebige Katalysatoren benötigt.
Die elektrochemische Wasserspaltung ist ein komplexer Prozess, dessen Effizienz stark von den eingesetzten Materialien abhängt. Viele derzeit genutzte Katalysatoren zeigen entweder eine begrenzte Aktivität, eine unzureichende Langzeitstabilität oder basieren auf seltenen und teuren Elementen. Für eine großtechnische Nutzung müssen daher neue Materialien entwickelt werden, die gleichzeitig effizient, stabil und aus häufig vorkommenden nicht toxischen Elementen aufgebaut sind.
Im Projekt “MAP-KAT” wird eine neuartige Materialklasse untersucht: sogenannte Hochentropiematerialien. Diese bestehen aus mehreren Hauptelementen in vergleichbaren Anteilen und können aufgrund ihres komplexen Aufbaus besondere strukturelle und elektronische Eigenschaften aufweisen. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten, katalytische Aktivität und Stabilität gezielt zu optimieren.
Ein zentrales Element des Projekts ist die Nutzung und Weiterentwicklung einer Materialbeschleunigungsplattform, um große Zusammensetzungsräume systematisch zu erschließen. Durch die Kombination automatisierter Hochdurchsatz-Materialsynthese und -charakterisierungen sowie datenbasierter Auswertung können zahlreiche Materialkombinationen untersucht und vielversprechende Materialkandidaten frühzeitig identifiziert und gezielt weiterentwickelt werden. So entsteht ein neues Verständnis darüber, wie Zusammensetzung, Struktur und katalytische Leistung zusammenhängen.
Das übergeordnete Ziel von “MAP-KAT” ist die Entwicklung effizienter und langlebiger Hochentropie-Katalysatoren für eine nachhaltige Wasserstoffproduktion. Gleichzeitig leistet das Projekt einen Beitrag zur Etablierung neuer Methoden der datengetriebenen Materialforschung, die auch für weitere Anwendungen in der Energie- und Werkstofftechnologie genutzt werden können.
Nachwuchsgruppenleiter Dr. Simon Schweidler
Herr Dr. Simon Schweidler studierte Chemische Technologie (B.Eng.) an der Hochschule Darmstadt sowie Chemie (M.Sc.) an der Goethe-Universität Frankfurt am Main. Im Jahr 2020 promovierte er an der Justus-Liebig-Universität Gießen im Fach Physikalische Chemie zum Thema “Untersuchung der chemomechanischen Degradation nickelreicher Kathodenmaterialien in Lithium-Ionen-Batterien”.
Im Anschluss wechselte er als Postdoktorand an das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) an das Institut für Nanotechnologie (INT), wo er heute in der Forschungsgruppe Electronic Devices and Systems tätig ist. Seine Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung und Untersuchung komplexer funktionaler Materialien, insbesondere von Hochentropiematerialien für elektronische und elektrochemische Anwendungen. Der zentrale Schwerpunkt seiner Forschung liegt auf der Entwicklung neuer Katalysatormaterialien für die elektrochemische Wasserspaltung. Experimentelle Hochdurchsatzstrategien zur systematischen Materialsynthese und -charakterisierung bilden dabei einen zentralen Bestandteil seiner Arbeiten, während datenbasierte Methoden in enger Zusammenarbeit mit Partnern am KIT eingesetzt werden.
Seit Februar 2026 leitet Dr. Schweidler am KIT / INT die vom BMFTR geförderte NanoMatFutur-Nachwuchsgruppe “MAP-KAT”.