Home arrow Meldungen arrow News arrow Robuste und günstige Katalysatoren für die Wasserstoffherstellung
Mittwoch, 19. Dezember 2018
 
 
analytik.de
analytik.de - news
Robuste und günstige Katalysatoren für die Wasserstoffherstellung
ImageDas Gas Wasserstoff gilt als möglicher zukünftiger Energieträger und lässt sich mit Platinkatalysatoren und Elektrizität aus Wasser herstellen. Alternative Katalysatoren aus billigeren und leichter verfügbaren Materialien mit genauso hoher Effizienz sind jedoch kaum bekannt.

Elektroden ohne Edelmetalle

Wie Platin gibt es eine Reihe von Materialien, die in der Lage sind, die Reaktion von Wasser zu Wasserstoff zu katalysieren. „Dazu zählen auch Metall-Chalkogenide wie das Mineral Pentlandit, das ähnlich effizient ist wie Platin und darüber hinaus deutlich stabiler gegenüber Katalysatorgiften wie Schwefel ist“, erläutert Ulf-Peter Apfel. Pentlandit besteht aus Eisen, Nickel und Schwefel. Seine Struktur ähnelt der der katalytischen Zentren von wasserstoffproduzierenden Enzymen, die unter anderem in Grünalgen vorkommen.

Ein Tropfen von wenigen Hundert Nanometern Durchmesser

In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher die Wasserstoffproduktionsraten an künstlich hergestellten kristallinen Oberflächen des Minerals Pentlandit in einem Flüssigkeitstropfen mit einem Durchmesser von wenigen Hundert Nanometern. Dazu nutzten sie die elektrochemische Rasterzellmikroskopie.

So konnten sie aufklären, wie die Struktur und Zusammensetzung des Materials die elektrokatalytischen Eigenschaften des Eisen-Nickelsulfids beeinflussen. Schon kleinste Änderungen des Verhältnisses zwischen Eisen und Nickel durch Variation der Synthesebedingungen oder die Alterung des Materials veränderten die Aktivität bei der elektrochemischen Wasserstoffbildung erheblich. „Mit diesen Erkenntnissen können wir jetzt weiterarbeiten und Strategien entwickeln, um viele weitere robuste und billige Katalysatoren zu verbessern“, so Ulf-Peter Apfel.

Designprinzipien für Elektroden

Die Forscher zeigten außerdem, dass sich mit der elektrochemischen Rasterzellmikroskopie Informationen u?ber Struktur, Zusammensetzung und elektrochemische Aktivität der Materialien ortsaufgelöst verknüpfen lassen. Die Methode macht es also möglich, Katalysatoren gezielt zu designen und so hochaktive Materialien herzustellen. „Diese Methode wird daher zukünftig eine wichtige Rolle bei der Suche nach elektrokatalytisch aktiven, heterogenen Katalysatoren spielen“, sagt Wolfgang Schuhmann.


Den Artikel finden Sie unter:

http://news.rub.de/presseinformationen/wissenschaft/2018-04-10-elektrochemie-robuste-und-guenstige-katalysatoren-fuer-die-wasserstoffherstellung

Quelle: Ruhr-Universita?t Bochum (04/2018)


Publikationen:
Cameron L. Bentley, Corina Andronescu, Mathias Smialkowski, Minkyung Kang, Tsvetan Tarnev, Bernd Marler, Patrick R. Unwin, Ulf-Peter Apfel und Wolfgang Schuhmann: Die lokale Oberfla?chenstruktur und -zusammensetzung bestimmt die Wasserstoffevolution an Eisen-Nickelsulfiden, in: Angewandte Chemie, 2018, DOI: 10.1002/ange.201712679 https://doi.org/10.1002/ange.201712679 (deutschsprachige Version), DOI: 10.1002/anie.201712679 (englischsprachige Version) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201712679

 
 
  Top
LogIn