Die Wasserelektrolyse stellt eine zentrale Technologie zur Speicherung erneuerbarer Energie in Form von Wasserstoff dar. Für eine effiziente Elektrolyse werden leistungsfähige und stabile Elektrokatalysatoren benötigt, deren Eigenschaften maßgeblich durch ihre Oberfläche bestimmt werden. Insbesondere Ni-basierte Nanopartikel stellen für die Anionenaustauschmembran-Wasserelektrolyse (AEM-WE) eine günstige und verfügbare Alternative zu edelmetallbasierten Katalysatoren dar. Der PUDEL-Prozess (Pulsed Laser Diffusion Enhancement in Liquids) bietet die Möglichkeit, bereits synthetisierte Nanopartikel mittels Laserstrahlung gezielt oberflächennah zu modifizieren. Durch die oberflächenselektive und damit ressourcenschonende Modifikation, das hohe Skalierungspotenzial im kontinuierlichen Durchflussbetrieb sowie den geringen Energiebedarf für die Dotierung besitzt PUDEL das Potenzial, als nachhaltiges Verfahren zur gezielten Oberflächenmodifikation von Nanopartikeln und insbesondere zur Optimierung von Katalysatormaterialien für die nachhaltige Energiespeicherung eingesetzt zu werden. Ziel der Dissertation ist es, dieses Potenzial von PUDEL exemplarisch anhand Ni‑basierter Katalysatoren für die AEM-WE aufzuzeigen und das Verfahren durch die systematische Untersuchung der Laser- und Materialparameter, die Skalierung auf höhere Partikelkonzentrationen und Durchsätze sowie die anschließende anwendungsnahe Testung weiterzuentwickeln. Zur systematischen Untersuchung grundlegender Skalierungseffekte wird ergänzend die laserinduzierte Defekterzeugung in TiO₂ als analytisch gut zugängliches Referenzsystem eingesetzt, um Zusammenhänge zwischen Partikelkonzentration, Energieeintrag und resultierender Oberflächenmodifikation aufzuklären und anschließend auf die Ni-basierten PUDEL-Systeme zu übertragen. Im Mittelpunkt der Dissertation steht damit die Frage, unter welchen Material- und Prozessbedingungen PUDEL eine gezielte und funktionell vorteilhafte Oberflächenmodifikation von Nanopartikeln ermöglicht und inwieweit sich die dabei gewonnenen Erkenntnisse vom Labormaßstab auf höhere Partikelkonzentrationen und Durchsätze sowie auf industrienähere Anwendungsbedingungen übertragen lassen. Dabei wird die Hypothese aufgestellt, dass durch eine gezielte Abstimmung der Laser- und Materialparameter oberflächennahe Veränderungen hervorgerufen werden können, die sich unmittelbar auf die funktionellen Eigenschaften der Nanopartikel und im gewählten Anwendungsbeispiel auf deren elektrokatalytische Performance auswirken. Ergänzend wird anhand der Laserfragmentierung von NiCoS-Pentlandit untersucht, inwieweit ein alternativer laserbasierter Prozess zur Erzeugung nanoskaliger Elektrokatalysatoren genutzt werden kann und sich hinsichtlich Energiebedarf und Skalierbarkeit mit PUDEL vergleichen lässt. Dabei wird für PUDEL erstmals die gesamte Entwicklungskette von der Identifizierung relevanter Einflussparameter über die Skalierung des Verfahrens bis zur Validierung der behandelten Materialien unter anwendungsnahen Bedingungen betrachtet. Zur Vorbereitung dieser anwendungsnahen Validierung wird zusätzlich der Einfluss ausgewählter aliphatischer und aromatischer Amine als mögliche Membranabbauprodukte bzw. Verunreinigungen auf Ni-basierte Elektroden untersucht, um diese Erkenntnisse anschließend in die Bewertung PUDEL-modifizierter Katalysatoren einzubeziehen. Das übergeordnete Ziel besteht darin, PUDEL als ressourcen- und energieeffiziente Methodik zur gezielten Oberflächenmodifikation von Nanopartikeln weiterzuentwickeln und modellhaft als skalierbare Verfahrenstechnik für Katalysatoroptimierungen zu etablieren. Durch die oberflächenselektive Prozessierung und die Anwendung auf edelmetallfreie Ni-basierte Elektrokatalysatoren soll dabei sowohl zu einer nachhaltigen Herstellung und Funktionalisierung von Nanomaterialien als auch zur ressourcenschonenden Speicherung erneuerbarer Energie mittels Wasserelektrolyse beigetragen werden.