Andrea Kirsch besetzt seit März die Juniorprofessur für Oxidic Functional Materials.
Materialforschung Andrea Kirsch erforscht Oxide als künftige Energiematerialien
Die Wissenschaftlerin verstärkt seit März das Research Center Future Energy Materials and Systems – auch dank eines NRW-Rückkehrstipendiums.
Wer ein NRW-Rückkehrstipendium erhält, kann sich die Hochschule in NRW aussuchen, an die sie oder er nach einem Auslandsaufenthalt zurückkehren möchte. Dr. Andrea Kirsch hat sich für die Ruhr-Universität entschieden. Seit März 2025 besetzt sie am Research Center Future Energy Materials and Systems die Juniorprofessur für Oxidic Functional Materials. Diese Juniorprofessur ist zugleich an der RUB-Fakultät für Chemie und Biochemie angesiedelt.
Hochentropie-Oxide
Andrea Kirsch erforscht Synthese-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen komplexer Materialien. Hochentwickelte Werkstoffe spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung neuer Technologien. Eine aufstrebende Materialklasse sind Hochentropie-Oxide (HEOs), die erst im letzten Jahrzehnt entdeckt wurden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Materialdesignkonzepten enthalten HEOs mehrere verschiedene Elemente in nahezu gleichen Anteilen in einer einzigen kristallografischen Struktur. Diese Strategie bietet eine noch nie dagewesene Flexibilität bei der Abstimmung der Materialeigenschaften, der Erschließung neuer Funktionen und der Verschiebung der Grenzen der Materialleistung.
Trotz ihrer vielversprechenden Möglichkeiten bleiben bisher viele grundlegende Fragen zu HEOs offen, insbesondere in Bezug auf ihre Synthese, die Grenzen bei der Ionenmischung und die Leistung in relevanten Energieanwendungen. „Mein Forschungsprojekt ‚Hochentropie-Oxide als innovative Energiematerialien‘, das vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen bewilligt wurde, befasst sich mit diesen Herausforderungen“, erklärt Andrea Kirsch. Mit ihrer Forschungsgruppe wird sie sich auf die Entdeckung neuer HEO-Strukturtypen, das Verständnis ihrer atomaren und elektronischen Strukturen und die Optimierung ihrer Leistung für Energieanwendungen konzentrieren.
Das volle Potenzial erschließen
Einen weiteren Forschungsschwerpunkt setzt Andrea Kirsch auf die detaillierte Strukturanalyse der Materialien mithilfe modernster Charakterisierungstechniken, die in Großforschungseinrichtungen wie dem Elektronensynchrotron „DESY“ in Hamburg zur Verfügung stehen. Experimente an diesen hochenergetischen Röntgenquellen ermöglichen es, Veränderungen in der atomaren und elektronischen Struktur mit einer Zeitauflösung im Sekundenbereich zu beobachten. So kann man im Grunde die Entstehung von Materialien während der Synthese beobachten oder Materialveränderungen unter Betriebsbedingungen verfolgen.
Durch die Herausarbeitung von Beziehungen zwischen Synthese, Struktur und Leistung zielt diese Forschung darauf ab, das volle Potenzial von HEOs zu erschließen und den Weg für Materialien der nächsten Generation zu ebnen, die Fortschritte in der Katalyse, Energiespeicherung und anderen nachhaltigen Technologien ermöglichen könnten.
Andrea Kirschs Arbeit beschränkt sich allerdings nicht auf Forschung, sie umfasst ebenso die Lehre: „Ich kann mir vorstellen, Kurse zu den Themen ‚Synthesemethoden und Strukturcharakterisierung in der Materialchemie‘ und ‚Fortgeschrittene Charakterisierungstechniken in Großforschungsanlagen“ zu geben“, sagt sie.
NRW-Rückkehrprogramm
