Der SFB 458 wird seit dem 1. Januar 2000 gefördert. Beteiligt sind das Institut für Physikalische Chemie, das Anorganisch-Chemische Institut, das Institut für Materialphysik und das Institut für Mineralogie. Die 16 Teilprojekte sind in den folgenden drei Projektbereichen angesiedelt:
In der ersten dreijährigen Förderungsperiode beträgt das Förderungsvolumen insgesamt DM 5.427.400. Es umfasst DM 988.000 Investitionsmittel, DM 1.167.600 Sachmittel und DM 3.271.800 Personalmittel.
Thema des SFB 458 ist die Dynamik beweglicher Ionen in Materialien mit ungeordneten Strukturen. Derartige Ionenleiter spielen eine zentrale Rolle in modernen Hochtechnologie-Anwendungen, etwa in Festkörperbatterien, Brennstoffzellen und chemischen Sensoren ("SOLID STATE IONICS"). In diesen kristallinen, glasförmigen oder polymeren Materialien vollführen die beweglichen Ionen beständig elementare Platzwechselschritte oder Umlagerungsvorgänge, die der ionischen Leitfähigkeit zugrunde liegen. Die weitere Entwicklung und Optimierung ionenleitender Materialien erfordert ein Verständnis der Ionenbewegung vom Elementarschritt bis zum makroskopischen Transport. Im Thema des Sonderforschungsbereichs sind daher erkenntnis- und anwendungsorientierte Aspekte der Materialforschung eng miteinander verknüpft.
Allen Materialien, die im SFB 458 untersucht werden, ist gemeinsam, dass das atomare Umfeld der beweglichen Ionen strukturell und dynamisch ungeordnet ist. Einerseits wird die Ionenbewegung durch die Unordnung generell begünstigt, andererseits ergibt sich ein nicht-triviales kollektives Bewegungsverhalten. Dessen experimentelle und theoretische Charakterisierung gehört zu den wesentlichen Aufgaben des Sonderforschungsbereichs. Die Arbeiten im SFB 458 lassen sich in drei Kategorien einteilen. Sie liegen erstens in der Synthese neuartiger ionenleitender Materialien mit ungeordneten Strukturen, zweitens in der experimentellen Untersuchung der Ionenbewegung auf mikroskopischen und makroskopischen Skalen von Ort und Zeit und drittens im theoretischen Verständnis der beobachteten Phänomene.
Prof. Dr. Klaus Funke Sprecher des SFB 458
