Eine Reihe von Anwendungen in der Elektro- und Energietechnik, wie Batterien, Brennstoffzellen und Technologien zur Wasserstoffgeneration aus Wasser beziehen interdisziplinäre Prozesse ein. An der Grenzfläche zwischen elektronischen Materialien und Elektrolyten bestimmen elektrochemische Vorgänge die Bauelementfunktion. Dies stellt nicht nur an die Korrosionsbeständigkeit der eingesetzten Materialien besondere Anforderungen. Um die Funktionalität sicherzustellen, müssen darüber hinaus auch die chemischen Potenziale, also die Fermi-Energie im Festkörper und die Redox-Potenziale der beteiligten chemischen Komponenten, aufeinander abgestimmt sein. Im Folgenden werden, ausgehend von der grundlegenden Bauelementfunktion, typische Materialsysteme von Batterien, Brennstoffzellen und elektrochemischen Zellen zum Spalten von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff vorgestellt und deren materialwissenschaftlichen Fragestellungen diskutiert.
