Über die letzten Jahrzehnten haben Gesundheits- und Umweltaspekte erheblich an Bedeutung zugenommen. Als Materialwissenschaftler können wir nicht-toxische Materialien entwickeln, welche die bisher verwendeten umweltschädlichen Materialien ersetzen. Ein anderer Ansatzpunkt ist die Erhöhung der Effizienz von Kühlzyklen und Systemen zur Energieumwandlung, welche insbesondere für Industrienationen wichtig sind. In dieser Arbeit befassen wir uns mit diesen Problemen mit Hilfe von computergestützter Modellierung. Der Hauptteil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der kinetischen Prozesse im Relaxorferroelektrikum Natrium Bismut Titanat Na1/2Bi1/2TiO3 (NBT) durch ab initio Dichtefunktionaltheorie (DFT) Simulationen. Dieses Material ist von besonderer Be- deutung, da seine Mischkristalle mögliche Kandidaten für das Ersetzen des toxischen, aber bisher unverzichtbaren, Blei-Zirkonat-Titanats (PZT) in verschiedenen piezoelektrischen Anwendungen und in neuen Kühltechnologien sind. Wir untersuchen den Einfluss von lokaler A-Kationenordnung, Oktaederverkippung und Kationenverschiebung, die maßgeblich die makroskopischen Eigenschaften beeinflussen. Im speziellen werden Phasentransformationen analysiert, nach den Gründen für die Eigenschaften des Relaxorferroelektrikums gesucht, die Sauerstoffmigration und polare Defektassoziate untersucht. Im zweiten Teil werden Monte Carlo (MC) und Molekulardynamik (MD) Simulationen verwendet um den elektrokalorischen Effekt (ECE) zu untersuchen. Dieser Effekt beschreibt den Anstieg der Temperatur, wenn ein elektrischen Feld angelegt wird. Auch wenn dieser Effekt relativ klein ist, kann dieser Effekt in Zukunft möglicherweise in Festkörperkühlgeräten eingesetzt werden. Es wird angenommen, dass Relaxorferroelektrika den erreichbaren Temperaturunterschied im Vergleich zu konventionellen Ferroelektrika erhöhen könnten. Außerdem wird der Einfluss von polaren Defekten, welche in praktischen Anwendungen unvermeidbar sind, auf den ECE untersucht. Wir zeigen, dass die Energielandschaft für Oktaederverkippungen in NBT sehr flach ist, diese also leicht auftreten können. Die Anordnung der A-Kationen spielt jedoch eine entscheidende Rolle. Die lokalen Abweichungen in den Verkippungen der Oktaeder ermöglichen eine lokale Variation der A-Kationverschiebungen, was zu unterschiedlichen Polarizationen führt und damit die beobachtbaren Relaxoreigenschaften erklären kann. Die Phasen- und Symmetrieübergänge beeinflussen zusätzlich die ionische Leitfähigkeit und das Bilden von Defektassoziaten. Außerdem konnten mit wir mit den verwendeten MC und MD Modellen keine Steigerung des ECE in Relaxoren im Vergleich zu typischen Ferroelektrika feststellen. Jedoch konnte ein einfachen Modell, basierend auf dem Ising Modell, den negativen ECE beschreiben, der in Antiferroelektrika und Ferroelektrika mit polaren Defektassoziaten auftritt.