Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien

Materialien für eine klimafreundliche und kreislauffähige Zukunft

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie Materialien unsere Welt prägen und gleichzeitig unseren Planeten belasten? Vom Stahl im Hochhaus über Batterien in Elektroautos bis zu Magneten in Windkraftanlagen: Die Herstellung von Werkstoffen verursacht einen erheblichen Teil der globalen CO₂-Emissionen und verbraucht wertvolle Ressourcen.
Das Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien in Düsseldorf forscht genau hier: Wir entwickeln nachhaltige Materialien, die effizient produziert, langlebig genutzt und wiederverwertet werden können. Unser Ziel ist eine klimafreundliche, ressourcenschonende Zukunft, in der Materialien nicht nur Technologien ermöglichen, sondern auch die Umwelt schonen und dabei wirtschaftlich bleiben.

Auf den Punkt gebracht

• Forschungsfeld: Nachhaltige Materialwissenschaften und Werkstoffentwicklung
• Mission: Reduktion von CO₂‑Emissionen und Ressourcenverbrauch durch neue Materialien
• Methode: Interdisziplinäre Grundlagenforschung mit realer Relevanz
• Organisation: Institut der Max‑Planck‑Gesellschaft
• Standort: Düsseldorf, Deutschland

Was wir erforschen

Unsere Forschung deckt die gesamte Lebensdauer von Materialien ab -  von der Herstellung über die Nutzung bis hin zur Wiederverwertung. Dabei konzentrieren wir uns auf Fragen wie:

• Wie können Metalle ohne fossile Brennstoffe und CO₂-frei hergestellt werden?
• Welche Materialien sind für Wasserstoff‑basierte Energiesysteme geeignet?
• Wie lassen sich Materialeigenschaften mit künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen voraussagen und verbessern?
• Wie können Materialien so gestaltet werden, dass sie endlos wiederverwertbar sind?

Dieses breite Themenspektrum wird in vier Abteilungen sowie unabhängigen und abteilungsübergreifenden Forschungsgruppen bearbeitet. Gemeinsam verbinden wir experimentelle Methoden, modernste Charakterisierungstechniken und rechnergestützte Modellierung, um Materialien für anspruchsvolle Anwendungen in Energie, Mobilität, Infrastruktur und Medizin zu entwickeln.

Warum Materialien wichtig sind

Werkstoffe sind die Grundlage für Energie, Mobilität, Produktion, Infrastruktur und medizintechnische Anwendungen. Gleichzeitig verursachen deren Herstellung und Nutzung einen enormen ökologischen Fußabdruck:
Zum Beispiel verursacht die konventionelle Produktion von einer Tonne Nickel, 20 Tonnen CO₂. Gleichzeitig ist Nickel für Batterien und somit für die Elektrifizierung unabdingbar. Zudem bestehen Materialien in High-Tech-Anwendungen aus extrem vielen oder seltenen Elementen und führen damit zu knapper werdenden Ressourcen.

Unsere Forschung richtet sich direkt auf diese Herausforderungen: Wie können Materialien für eine wachsende Weltbevölkerung nachhaltig hergestellt, genutzt und wiederverwertet werden?

Wie wir vorgehen

Das Institut verfolgt einen stark interdisziplinären Ansatz und vereint Expertise aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen:

• Physik: um grundlegende Mechanismen auf atomarer Ebene zu verstehen
• Chemie: um Zusammensetzung und Reaktionen gezielt zu steuern
• Metallurgie: um Metalle und Legierungen zu entwickeln und zu verarbeiten
• Informatik: um Experimente effizienter zu gestalten und Daten besser auszuwerten

Mit Hilfe moderner experimenteller Methoden und computergestützter Simulationen bringen wir unsere Erkenntnisse von der atomaren Ebene in realen Anwendungen ein.

Zentrale Forschungsbereiche

Die Forschung des Instituts umfasst ein breites Spektrum innerhalb der nachhaltigen Materialwissenschaften, darunter:

• Strukturwerkstoffe: Entwicklung von festen, leichten und langlebigen Materialien für Infrastruktur und Mobilität.
• Funktionale Materialien: Gestaltung von Materialien mit gezielten elektrischen, magnetischen oder thermischen Eigenschaften für Energie- und Technologieanwendungen.
• Grenzflächen und Defekte: Untersuchung, wie die innere Struktur und Defekte das Verhalten von Materialien beeinflussen.
• Nachhaltiges Materialdesign: Entwicklung von Materialien, die ihre Umweltwirkung über den gesamten Lebenszyklus hinweg reduzieren.

Unsere Werte: Vielfalt, Respekt und Nachhaltigkeit

Wir sind ein 350-köpfiges Team mit Menschen aus über 35 Ländern.  Wir schaffen ein Umfeld, das auf Vertrauen, Respekt und Offenheit basiert - ein Ort, an dem sich Menschen unabhängig von Herkunft, Identität oder Perspektive entfalten können. Vielfalt stärkt Kreativität und Zusammenarbeit und hilft uns, komplexe Herausforderungen in der Materialforschung zu lösen.

Gleichzeitig verstehen wir Nachhaltigkeit als gelebte Praxis im Alltag. Vom Betrieb des Campus bis hin zu gemeinsamen Projekten arbeiten wir daran, unsere Umweltwirkungen zu minimieren und Lösungen für eine klimafreundliche Zukunft voranzubringen. Initiativen wie Team Green fördern nachhaltiges Handeln im gesamten Institut und spiegeln die Verantwortung wider, die auch unsere Forschung prägt.

Durch ein inklusives, respektvolles und nachhaltiges Umfeld stärken wir Menschen und Wissenschaft gleichermaßen.

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Teil der Max-Planck-Gesellschaft

Das Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien ist Teil der Max-Planck-Gesellschaft, einer der weltweit führenden Organisationen für Grundlagenforschung.

Dieses Umfeld steht für wissenschaftliche Exzellenz, langfristiges Denken und die Freiheit, innovative Ideen zu verfolgen.