Prof. Matthias Grotevent erforscht Nanomaterialien für die Energiewende

Die Wübben Stiftung Wissenschaft unterstützt mit ihrem Programm „Tenure Track Professorship“ deutsche Universitäten bei der Berufung internationaler Wissenschaftler*innen, die bereits mehrere Jahre im Ausland tätig waren. Matthias Grotevent hat an der ETH Zürich und am Schweizer Forschungsinstitut Empa promoviert. Als Postdoc forschte er in den USA am Massachusetts Institute of Technology in der Arbeitsgruppe des Chemie-Nobelpreisträgers Moungi G. Bawendi. Zuletzt war er Forschungsdirektor eines US-Start-ups für flexible Solarmodule, bevor er dem Ruf an die TU Dortmund folgte.

Seine Forschung ist interdisziplinär ausgerichtet und verbindet Grundlagenforschung in der Materialentwicklung mit praktischen Anwendungen sowie der Zusammenarbeit mit industriellen Partnern. Das verdeutlichte er auch bei seiner Antrittsvorlesung im Rahmen des Physikalischen Kolloquiums Anfang Juli. „Ich bin studierter Chemiker, habe in der Physik geforscht und arbeite heute als Materialwissenschaftler mit ingenieurwissenschaftlicher Denkweise“, sagte Grotevent. 

Mini-Spektrometer und flexible Solarzellen
Im Mittelpunkt seiner Forschung stehen Nanomaterialien, deren Eigenschaften sich gezielt einstellen lassen. Dadurch können sie Licht besonders effizient aufnehmen oder weiterleiten und eignen sich für neue Anwendungen in der Optoelektronik. Ein Vorteil ist, dass sich diese Materialien aus einer Flüssigkeit heraus verarbeiten lassen. Das vereinfacht die Herstellung deutlich und könnte neue Technologien günstiger und leichter zugänglich machen. Ein Beispiel sind miniaturisierte Infrarot-Spektrometer, die mithilfe dieser Materialien so klein werden könnten, dass sie künftig in Smartphones Platz finden. Sie könnten etwa helfen, Rückstände von Pestiziden in Lebensmitteln nachzuweisen oder den Blutzucker ohne Blutentnahme zu überwachen.

Auch für die Energiewende sind die Materialien vielversprechend: Grotevent entwickelt neue Ansätze für flexible und besonders leichte Perowskit-Solarzellen. Dabei geht es nicht nur um effizientere Materialien, sondern auch um deren Herstellung im großen Maßstab. Ziel ist es, extrem dünne Schichten gleichmäßig auf großen Flächen aufzubringen. Vereinfachte Herstellungsverfahren sollen die Produktion zuverlässiger machen und den industriellen Einsatz erleichtern.

Seine Forschung ist an der Fakultät Physik der TU Dortmund angesiedelt, die besonders stark in der Entwicklung moderner spektroskopischer Methoden ist. Außerdem bringt er seine Expertise in das Research Center Future Energy Materials and Systems ein, in dem die Universitäten der UA Ruhr ihre Forschung zu neuen Materialien und deren Rolle im Energiesystem der Zukunft bündeln.