Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Grübchen graben auf der Nanoskala

08.10.2012
Kohlenstoff als Schlüsselmaterial der elektrochemischen Energiewandlung / Mehr Energieeffizienz, weniger Kosten
Wenn die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien gelingen soll, braucht es leistungsstarke Stromspeicher. Denn Sonne und Wind liefern den Strom nicht immer dann, wenn er gebraucht wird. Kohlenstoff ist ein Schlüsselmaterial zur Verbesserung der Effizienz von Energiespeichern und -wandlern. Chemiker der RUB verändern seine Oberfläche in Zusammenarbeit mit ihren Industriepartnern zum Beispiel so, dass sie mehr Katalysatorpartikel tragen kann.

Oder sie modifizieren den Kohlenstoff, um teure herkömmliche Katalysatoren wie Platin ganz zu ersetzen. Über ihre Arbeit berichten sie in RUBIN Transfer, der aktuellen Sonderausgabe des Wissenschaftsmagazins der Ruhr-Universität Bochum.

RUBIN mit Bildern im Internet
Den vollständigen Beitrag mit Bildern zum Herunterladen finden Sie im Internet unter: http://www.rub.de/rubin

Nanoröhren vergrößern die Oberfläche

Graphit und Ruß sind unverzichtbar in Batterien und werden als Elektrodenmaterial oder leitfähige Zusatzstoffe im großen Maßstab in der Industrie verwendet. Ruß wird zudem als Standardträgermaterial für Katalysatoren wie Platin-Nanopartikel in Brennstoffzellen eingesetzt. Normalerweise besteht Ruß aus kugeligen Partikeln. Um die Oberfläche zu vergrößern, veränderte man die Form. Inzwischen arbeiten die Forscher mit mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren. Wegen der reaktionsträgen und wasserabweisenden Eigenschaften von Ruß ist es allerdings notwendig, die Oberfläche der Röhrchen zu verändern, damit zum Beispiel Platinpartikel als Katalysator auf dem Trägermaterial Kohlenstoff „andocken“ können. ´

Ätzung hilft Platinpartikeln beim Andocken

Um Kohlenstoffnanoröhren als Trägermaterial für Platinpartikel besser nutzbar zu machen, haben die RUB-Forscher eine lokalisierte Ätztechnik entwickelt, mit der sie Oberflächendefekte an vorbestimmten Stellen erzeugen können. Das Verfahren läuft in mehreren Schritten ab, wobei zuerst Eisenpartikel auf die Oberfläche aufgebracht werden. Sie sind Katalysator für die eigentliche Ätzung, bei der sie sich ins Material regelrecht hineinfressen. Durch eine Säurebehandlung werden sie schließlich wieder entfernt. Damit das Verfahren noch effizienter wird, haben die Chemiker es weiter verfeinert. So setzen sie die Röhrchen zum Beispiel Säuredampf aus, anstatt der flüssigen Säure, und sparen sich so die Filterung, bei der viele Röhrchen verloren gehen.
Platin sparen bei gleicher Katalyseaktivität

Außerdem haben die RUB-Forscher Alternativen entwickelt, mit denen sich das teure Platin als Katalysator komplett einsparen lässt. Ein Beispiel ist Stickstoff-dotierter Kohlenstoff. Handelsüblicher Ruß und ein Spezialkunststoff waren die Ausgangsmaterialien. Sie werden gemischt und erhitzt – es entsteht ein unscheinbares Pulver. Seine katalytische Aktivität bei der Sauerstoffreduktionsreaktion ist ähnlich der von herkömmlichen Platinkatalysatoren.
Themen in RUBIN Transfer

In RUBIN Transfer finden Sie darüber hinaus folgende Themen: Kohlenstoffchemie: Grübchen graben auf der Nanoskala; Mineral-Tuning für die Industrie; DNA-Impfung gegen „Kinderschnupfen-Virus“; Raffinierte Schwingungen steuern Plasma, Sprachakrobaten im Einsatz für moderne Amtssprache; Messstation funkt Wasserstand; Elektromobilität: Ein Auto im Schrank; Der perfekte Trainingsplan; Personalisierte Medizin: Die Arznei, die „passt“; Wissensmanagement: Virtuelle Schubladen; Damit jede Schraube funktioniert; Mit Hochspannung zum Quantencomputer. RUBIN Transfer ist bei der Verwertungsgesellschaft der RUB rubitec GmbH (Tel. 0234/32-11950, rubitec@rub.de) zum Einzelpreis von 6,- Euro erhältlich und online unter http://www.rub.de/rubin.
Weitere Informationen

Prof. Dr. Martin Muhler, Lehrstuhl Technische Chemie, Fakultät für Chemie und Biochemie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-28754, E-Mail: Muhler@techem.rub.de

Redaktion: Meike Drießen

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.rub.de/rubin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Kleinste Teilchen aus fernen Galaxien!

22.09.2017 | Physik Astronomie

Physik-Didaktiker aus Münster entwickeln Lehrmaterial zu Quantenphänomenen

22.09.2017 | Bildung Wissenschaft