Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Brennstoffzellenkonzept zur katalytischen Herstellung von Wasserstoffperoxid

08.08.2003


Ökonomisch und explosionsfrei



Wasserstoffperoxid (H2O2) ist ein wichtiges technisches Reagenz, das beispielsweise zum umweltfreundlichen Bleichen von Papier oder zur Abwasserbehandlung eingesetzt wird. Die bisherigen großtechnischen Herstellungsmethoden sind allerdings sehr engergieaufwendig und kostenintensiv. Eine neue Methode, die von japanischen Forschern entwickelt wurde, könnte als Basis für ein wesentlich ökonomischeres Verfahren dienen.



Das Team um Ichiro Yamanaka setzt auf die katalytische Umsetzung von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasserstoffperoxid. Ein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff nennt sich Knallgas, nicht zu Unrecht, denn es ist hochexplosiv. Daher wählten Yamanaka und seine Mitarbeiter eine Methode, die eine kontrollierte Umsetzung gewährleistet, ohne dass die beiden temperamentvollen Reaktanden miteinander in Berührung kommen - die elektrokatalytische Umsetzung in einer Brennstoffzelle. Besonderer Vorteil des Konzeptes: Gleichzeitig kann die bei der Umsetzung frei werdende Energie als elektrischer Strom abgefangen werden. Ihr ursprüngliches Brennstoffzellenkonzept verbesserten die Forscher jetzt weiter.

Erfolgsgeheimnis der neuen Brennstoffzelle ist eine dreiphasige Grenzfläche im Inneren der Kathode, der negativen Elektrode: Statt wie bisher Sauerstoff in eine Elektrolytlösung einzuleiten, wird der gasförmige Sauerstoff nun direkt auf eine feste, aber poröse Kathode geleitet, auf deren anderer Seite sich verdünnte Natronlauge als Elektrolytlösung befindet, die ebenfalls in die Poren eindringt. So kann eine höhere Sauerstoffkonzentration an der inneren Elektrodenoberfläche und damit ein höherer Umsatz erzielt werden. Analog wird auf der Anodenseite gasförmiger Wasserstoff auf eine ebenfalls poröse Anode geleitet.

Eine andere entscheidende Verbesserung besteht in einer Trennung der Elektrolytlösung in einen Kathoden- und einen Anodenraum durch eine halbdurchlässige Membran. Damit wird ein weiteres Problem gelöst, unter dem die Vorgängervariante litt: Das an der Kathode gebildete Wasserstoffperoxid kann nun nicht mehr an die Anode gelangen und dort zu Wasser abreagieren. Zu guter Letzt wurde auch die Wirksamkeit der katalytischen Graphit-Elektroden durch Zusatz verschiedener Additive weiter erhöht.

Auch mit Luft statt mit reinem - teurem - Sauerstoff bringt die Brennstoffzelle eine ausreichend hohe Leistung. Diese Tatsache macht das neue Konzept zu einer wirtschaftlich interessanten Alternative für die großtechnische Produktion von Wasserstoffperoxid.

Kontakt:

Prof. Yamanaka
Department of Applied Chemistry
Graduate School of Science and Engineering
Tokyo Institute of Technology
Ookayama, Meguro-ku
Tokyo 152-8552, Japan
Fax: (+81) 3-5734-2144
E-mail: yamanaka@o.cc.titech.ac.jp

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.org

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften