Alle Projekte der Otto-Hahn-Gruppe Portable Energiesysteme (PoES) befassen sich mit der Analyse, der optimalen Auslegung oder dem Betrieb von tragbaren elektrischen Energiesystemen wie Brennstoffzellen-Systemen und Batterien. Dabei konzentriert sich die PoES-Gruppe darauf, vertieftes Wissen über die ablaufenden Prozesse und deren Interaktion in Energiesystemen zu erarbeiten. Des Weiteren werden die Limitierungen sowie die Stabilität der Systeme durch die Kombination von detaillierten Modell-basierten Analysen und der experimenteller Validierung dieser ermittelt. Die gewonnenen Erkenntnisse können anschließend dazu verwendet werden, verbesserte Konzepte und Betriebsweisen der betrachteten Energiesysteme zu entwickeln. Obwohl sich die ablaufenden Prozesse in den untersuchten Energiesystemen unterscheiden, wird in allen betrachteten Systemen sowohl Masse als auch Wärme mit der Umgebung ausgetauscht. Daher zeigen sie eine gewisse Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, die zu Betriebsstörungen und sogar zu Instabilitäten während des Betriebs führen können; diese Beschränkungen stellen das zentrale Forschungsthema der Gruppe dar.

Die aktuellen Forschungsprojekte der PoES-Gruppe sind kleine Brennstoffzellen-Systeme, alkalische elektrochemische Zellen, und Analyse und Diagnose des Brennstoffzellenzustandes. Im Projekt kleine Brennstoffzellen-Systeme wird das Medienmanagement von Brennstoffzellen-Systemen auf verschiedenen hierarchischen Ebenen untersucht. Die Studien des gesamten Systems werden durch detaillierte Untersuchungen der Schlüsselkomponenten und deren Wirkung auf die Stabilität des Gesamtsystems ergänzt. Gemeinsame Forschungsprojekte mit anderen Gruppen des MPI wurden zum einen im Bereich "Energy Harvesting" (ESB group: Dr. Grammel) im Rahmen der Vision 2015+ unseres Institutes und zum anderen im Bereich Hybride Regelung für Energiesysteme (SCT group) durchgeführt.
Im Projekt alkalische elektrochemische Zellen werden vielversprechende und potentiell kostengünstige alkalische Brennstoffzellen und Batterien untersucht, wobei das quantitative Verständnis der Vorgänge in dieser Art von Zellen derzeit noch fehlt. In den durchgeführten Studien werden die aktuellen Leistungsbeschränkungen und die Sensitivität der Zelle gegenüber Umgebungsbedingungen anlaysiert, quantifiziert und abgeschwächt. Externe Partner (Universität Newcastle, UC Irvine, MLU Halle-Wittenberg, Karl-Winnacker-Institut der DECHEMA) unterstützen dieses Projekt mit ihrem Fachwissen über die eingesetzten Zellmaterialien.
Zu guter Letzt wird für das Projekt Analyse und Diagnose des Brennstoffzellenzustandes das Wissen über Brennstoffzellen-Prozesse und deren Dynamik genutzt, um den Betriebstzustand der Brennstoffzelle zu diagnostizieren. Die entwickelten Methoden stellen wichtige Informationen für die Regelung von Brennstoffzellen-Systemen bereit und tragen dazu bei, die Anzahl der nötigen externen Sensoren zu reduzieren.