Der Forschungsschwerpunkt Energiespeicherung und -wandlung ist von hoher gesellschaftlicher Relevanz. Die langjährige Expertise der Universität Ulm im Bereich der elektrochemischen Grundlagenforschung ist durch die Gründung des Helmholtz-Institutes Ulm (HIU) für Elektrochemische Energiespeicherung weiterentwickelt und vertieft werden. Das HIU ist auf ca. 90 Mitarbeiter angelegt, die in einem ganzheitlichen Ansatz in den Feldern Elektrochemie, Materalien, Theorie und Systeme batterierelevante Forschung betreiben sollen, wobei mehrere Institutsdirektoren der Universität Ulm gleichzeitig Arbeitsgruppen am HIU leiten. Das HIU wurde Anfang des Jahres 2011 als Außenstelle des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gegründet. Assoziierte Partner sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW). Als Helmholtz-Einrichtung wird das HIU größtenteils vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und vom Land getragen.

Die Themen reichen von der Verbesserung herkömmlicher Li-Ionen-Batterien bis zur Entwicklung neuartiger Batteriekonzepte auf der Basis von neuen Materialen. Unterstützt werden diese elektrochemischen Aktivitäten in Ulm durch die DFG-Forschergruppe FOR 1376 „Elementary Steps in Electrocatalysis: Theory meets Experiment“, die sich mit Elementarschritten in wichtigen elektrokatalytischen Prozessen wie der Wasserstoffbildung und der Sauerstoffreduktion beschäftigen. Im Bereich der elektrochemischen Energiespeicherung und -wandlung existiert weiterhin eine enge Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) in Ulm, dessen Leiter auch gleichzeitig eine Professur in der Fakultät für Naturwissenschaften hat. Die Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet schließen auch eine Kooperation mit dem Forschungszentrum von Daimler ein. Daneben gibt es weitere Aktivitäten im Bereich der elektrochemischen Grundlagenforschung zu energierelevanten Materialien, die sich mit der molekularen Photoelektrokatalyse, porösen Materialien für Elektroden und der organischen Photovoltaik beschäftigen. Der Leiter des Institutes für Elektrochemie, Prof. Dr. Timo Jacob, hat bereits 2010 einen ERC Starting Grant für seine Arbeiten erhalten (THEOFUN- Theoretical studies on the functionalisation of metal surfaces with organic and biological complexes under electrochemical conditions). Der Schwerpunkt wird außerhalb der Naturwissenschaften von Instituten der Fakultäten Ingenieurwissenschaften, Informatik und Psychologie, Mathematik und Wirtschaftswissenschaften sowie der Zentralen Einrichtung Elektronenmikroskopie getragen. Damit sind in ihm Kompetenzen aus den Bereichen Chemie, Physik, Materialien, Mathematik, Wirtschaftswissenschaften, Elektrotechnik, Informatik und Theorie vernetzt.