Johanna Eichhorn, Mitglied im Jungen Kolleg, erhält einen ERC Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC). Mit dieser finanziellen Förderung unterstützt die EU Forschende in einem frühen Karrierestadium.

Johanna Eichhorn, seit 2020 Mitglied des Jungen Kollegs der BAdW, warb den ERC Starting Grant für ihr DynNano-Forschungsprogramm ein: Ein vielversprechender Ansatz zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in speicherbare Brennstoffe ist die photoelektrochemische Energieumwandlung. Wirtschaftlich rentable und skalierbare Photosysteme basieren häufig auf halbleitenden Dünnschichten. Deren Materialeigenschaften variieren auf Längenskalen von Nano- bis zu Mikrometern. Makroskalige Charakterisierungsverfahren mitteln bislang die photoelektrochemische Leistung und Materialeigenschaften über die gesamte Photoelektrode, so dass wichtige Einblicke in die Nanoskala verborgen bleiben. Das DynNano-Forschungsprogramm von Johanna Eichhorn wird fortschrittliche Mikroskopie und Spektroskopie kombinieren, um die lokalen Prozesse von Halbleiterphotoelektroden auf der Nanoskala und unter Betriebsbedingungen zu untersuchen. Damit soll ein umfassendes Porträt der elementaren Schritte zur Umwandlung von Licht in chemische Energie gewonnen werden, und somit eine Wissensgrundlage für die gezielte Entwicklung effizienter, stabiler und skalierbarer Photosysteme geschaffen werden.

Von 2020 bis 2022 leitete Eichhorn die BAdW-Nachwuchsgruppe „Kontrolle des Ladungstransports in mehrschichtigen Halbleiterelektroden für selektive CO2 Reduktion“. Sie untersuchte mit ihrem Team die physikalischen Grundlagen der künstlichen Photosynthese basierend auf Halbleitermaterialien. Das Ziel: mittels einer photoelektrochemischen Zelle Sonnenlicht, direkt und ohne Zwischenschritte, in speicherbare Energieträger umzuwandeln. „Wir haben neuartige Halbleiterlichtabsorber entwickelt und diese mit extrem dünnen Schutzschichten kombiniert, um sowohl die Stabilität als auch die Effizienz der Photoelektroden zu verbessern", so Johanna Eichhorn über die Ergebnisse der Forschungsgruppe. „Die so geschützten Photoelektroden können im nächsten Schritt mit einem Katalysator kombiniert werden, um die Selektivität der Reaktion für ein gewünschtes Produkt zu verbessern. Letztendlich sollen solche mehrschichtigen Halbleiterarchitekturen eine effiziente und stabile photoelektrochemische CO₂-Reduktion ermöglichen.“

Dr. Johanna Eichhorn ist seit 2020 Mitglied des Jungen Kollegs; sie forscht am Walter-Schottky-Institut der TUM.