In der Forschung wird die Bildung von Strukturen durch chemische Prozesse wird auf atomarer Ebene simuliert. Gleichzeitig untersuchen sie die Funktionsweise von Batterien auf der Systemebene, um beispielsweise das Lade- und Entladeverhalten vorab zu berechnen. Aufgrund der steigenden Computerleistungen sind die Wissenschaftler befähigt durch umfangreiche Rechenalgorithmen sich der realistischen Beschreibung von Prozessen immer weiter anzunähern. Simulationen und Modellierungsalgorithmen dienen dazu, ein besseres Verständnis der in den Batterien ablaufenden elektrochemischen Prozesse zu erlangen.

Die Forscher nutzen diese nicht nur um Sachverhalte zu erklären, sondern auch um Vorhersagen zu treffen, die signifikant zur Verbesserung der Material- oder Batterie-Eigenschaften beitragen. Dadurch kann die Anzahl der Experimente, die für die Entwicklung von Energiespeichern notwendig ist, deutlich reduziert werden. Daher arbeiten am HIU Theoretikerinnen und Experimentatoren sehr eng zusammen.