Die Umstellung unseres Energiesystems ist eine der großen Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte. Viele der Probleme sind nicht technologischer Natur, sondern betreffen eher die Akzeptanz neuer Energietechnologien, die rechtlichen Rahmenbedingungen, die Umsetzung und ökonomische Aspekte. Allerdings sind auch noch zahlreiche technische Hürden zu überwinden, die ein Zusammenwirken verschiedener Disziplinen erfordern. In vielen Bereichen verbessert der Einsatz von Nanomaterialien die Eigenschaften des jeweiligen Systems so weit, dass es technologisch nutzbar wird. Allerdings bringen Nanostrukturen auch neue Fragestellungen mit sich.