Energieumwandlung in Werkstoffsystemen umfasst Bauteile wie Brennstoffzellen, Thermoelektrika, Photovoltaik- und elektrochemische Zellen, die chemische, thermische oder Strahlungsenergie in elektrische oder mechanische Energie transformieren. Zentrale Aspekte sind Ladungs-, Ionen- und Wärmetransport, Phasenstabilität, Grenzflächenkinetik und Degradationsmechanismen. Werkstoffwissenschaft entwickelt maßgeschneiderte Elektroden, Elektrolyte, Katalysatoren und Architekturen zur Maximierung von Effizienz, Lebensdauer und Nachhaltigkeit.