Brennstoffzelle: Katalysator kommt aus der Küche

Ein neues Gemisch, bestehend aus Palladium-Nano-Inseln, eingebettet in Wolfram-Nanopartikel, dient als hocheffizienter Katalysator zur Sauerstoffreduktion, die wichtigste Reaktion bei Wasserstoff-Brennstoffzellen.

Dabei ist die künstliche Herstellung des Katalysators so einfach, dass sie auch in einem gewöhnlichen Mikrowellenherd erfolgen kann. Entwickelt wurde das Gemisch von einer schwedisch-chinesischen Forschergruppe.

Einzigartige Morphologie

„In unserem Report stellen wir ein neuartiges Gemisch aus Palladium (Pd) und Wolfram mit einem Verhältnis von eins zu acht vor. Dieses hat eine ähnliche Effizienz wie ein Platin-Katalysator, kostet aber etwa 40 Mal weniger“, sagt Thomas Wågberg von der schwedischen Umeå University http://umu.se .

Das Geheimnis der hohen Effizienz liegt in der einzigartigen Morphologie des Gemischs.

Die Forscher beschreiben das Nano-Gemisch es als weder homogen noch als ein seperates Zwei-Phasen-System, sondern als etwas zwischen den beiden Extremen. Die Mischung besteht aus metallischen, etwa einen nanometergroßen Palladium-Inseln, die abgetrennt von der Oberfläche und eingebettet in eine Palladium-Wolfram-Mischung sind.

Diese einzigartige Umgebung der Palladium-Inseln ermöglicht spezielle Effekte und verwandelt die Pd-Inseln zu hocheffizienten Katalysatoren-Hotspots für die Sauerstoffreduktion.

Einfache Synthese-Methode

Die einzigartige Formierung des Materials basiert auf einer Synthese-Methode, die auch in einem ganz gewöhnlichen Mikrowellenherd, der in einem Supermarkt erhältlich ist, geschaffen werden kann.

„Wenn wir nicht unser Argon als protektives inertes Gas verwendet hätten, hätten wir diesen tollen Katalysator auch in der eigenen Küche herstellen können“, erläutert Wågberg.