Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung neuartiger Materialien und deren speziell angepasster Mikrostruktur und Zusammensetzung für den Einsatz in energie-orientierten Anwendungen, hier Lithium-Ionen Batterien und CO2-Speicherung. Im ersten Teil der Arbeit werden Polymer-abgeleitete SiCN/SiOC Nanokomposite vorgestellt, die die Silizium-Anode einer Lithium-Batterie während des Lithiierungs-/Delithiieurungsprozesses stabilisieren. Der Einfluss der Morphologie des Kompositmaterials auf das Zyklisierungsverhalten des elementaren Siliziums wird systematisch untersucht. Der optimale Verbundwerkstoff, aufgebaut aus porösem Silizium eingebettet in einer C/SiOC Matrix, wird detailliert beschrieben. Die elektrochemische Charakterisierung zeigt eine außergewöhnlich hohe coulombsche Effizienz und nahezu keinen Kapazitätsverlust während länger andauernder Ladungs-/Entladungszyklen. Im zweiten Teil der Arbeit wird eine neuartige Syntheseroute vorgestellt, welche es ermöglicht, mit einfachen chemischen Reaktionen Silizium-basierte Keramiken mit wohldefinierter Porosität herzustellen. Elektrochemische Untersuchungen von porösen, kohlenstoffreichen SiCN-Keramiken zeigen außerordentlich hohe Kapazitäten bei hohen Ladungsraten und hervorragende Zyklenfestigkeit. Die entwickelte Methode ermöglicht die Synthese von funktionalisierten Silizium-basierten Keramiken mit einer speziell zugeschnitten hierarchischen Porosität, welche auch für die Aufnahme und Speicherung von gasförmigen CO2 verwendet werden können.