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Forscherteam entdeckt neuen Feststoffkatalysator für die Wasserelektrolyse |
 PD Dr. Harun Tüysüz (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung) sowie Prof. Dr. Claudia Felser (Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe) und ihre Teams entdeckten einen neuen Typ von OER-Elektrokatalysatoren. Es gelang ihnen, eine Vielzahl von Heusler-Verbindungen vom Co2YZ-Typ mit einstellbaren physikalisch-chemischen Eigenschaften und gut definierten topologischen Oberflächen zu entwickeln, die Wasser sehr effektiv zu Sauerstoff zu spalten vermögen.
“Grüner Wasserstoff” erfährt seit Einführung der Nationalen
Wasserstoffstrategie eine hohe Aufmerksamkeit als Energieträger und
Baustein für verschiedene industrielle Prozesse. Seine Herstellung durch
die Wasserelektrolyse unter Verwendung von nachhaltigem Strom ist daher
ebenfalls stark ins Zentrum der Forschung gerückt. Von den beiden
Halbreaktionen der Wasserelektrolyse ist die
Sauerstoff-Entwicklungs-Reaktion (OER) kinetisch anspruchsvoller und
erfordert die Entwicklung innovativer Elektrokatalysatoren.
PD
Dr. Harun Tüysüz (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung), Prof. Dr.
Claudia Felser (Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe)
und ihre Teams haben nun einen neuen Typ von OER-Elektrokatalysatoren
entdeckt. Es gelang ihnen, eine Vielzahl von Heusler-Verbindungen vom
Co2YZ-Typ mit einstellbaren physikalisch-chemischen Eigenschaften und
gut definierten topologischen Oberflächen zu entwickeln, die Wasser sehr
effektiv zu Sauerstoff zu spalten vermögen. Die systematische
elektrokatalytische Untersuchung des KOFO-Teams bewies eine solide
Korrelation zwischen der Elektronenbesetzung der eg-Orbitale der aktiven
Kobalt-Zentren und ihrer OER-Aktivität. Die Materialien zeigten einen
Zusammenhang zwischen katalytischer Aktivität und Orbitalbesetzung in
Form einer Vulkankurve, wobei die höchste Aktivität für eine
Orbitalbesetzung nahe eins erhalten wurde.
Die Arbeit ist ein
Beweis dafür, dass Heusler-Verbindungen als eine neue Klasse von
OER-Elektrokatalysatoren betrachtet werden können, und sie zeigt die
Auswirkung der gezielten Anpassung der Orbitalbesetzung auf die
katalytische Wirksamkeit. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in
dem Artikel “Tunable eg orbital occupancy in Heusler compounds for
oxygen evolution reaction” in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie
International Edition als "Hot Paper" publiziert.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.kofo.mpg.de/de/aktuelles/news/forscherteam-entdeckt-neuen-feststoffkatalysator-fuer-die-wasserelektrolyse
Quelle: Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (02/2021)
Publikation:
Yu,
M.; Li, G.; Fu, C.; Liu, E.; Manna, K.; Budiyanto, E.; Yang, Q.;
Felser, C, Tüysüz, H. Tunable eg orbital occupancy in Heusler compounds
for oxygen evolution reaction, Angew. Chem. Int. Ed.,2021,
https://doi.org/10.1002/anie.202013610 |
