Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Katalysator für die Wasserstoffproduktion

27.07.2016

Das Mineral Pentlandit ist ein potenzieller neuer Katalysator für die Wasserstoffproduktion. Forscher beschreiben in der Zeitschrift „Nature Communications“, dass es genauso effizient arbeitet wie heute übliche Platinelektroden. Im Gegensatz zu Platin ist Pentlandit günstig und kommt häufig auf der Erde vor. Ein Team um Dr. Ulf-Peter Apfel und Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann von der Ruhr-Universität Bochum beschreibt die Ergebnisse gemeinsam mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr und der Technischen Universität in Bratislava.

Mithilfe von Platinkatalysatoren lässt sich Wasserstoff effizient herstellen. Aber das Metall ist selten und teuer. Forscher haben eine genauso gute, aber günstigere Alternative entdeckt.


Es müssen nicht immer Edelmetalle sein: Ulf-Peter Apfel und seine Kollegen haben ein neues vielversprechendes Katalysatormaterial entdeckt.

RUB, Kramer

Das Mineral Pentlandit ist ein potenzieller neuer Katalysator für die Wasserstoffproduktion. Forscher beschreiben in der Zeitschrift „Nature Communications“, dass es genauso effizient arbeitet wie heute übliche Platinelektroden. Im Gegensatz zu Platin ist Pentlandit günstig und kommt häufig auf der Erde vor.

Ein Team um Dr. Ulf-Peter Apfel und Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann von der Ruhr-Universität Bochum beschreibt die Ergebnisse gemeinsam mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr und der Technischen Universität in Bratislava.

Wasserstoff herstellen ohne Edelmetalle

Neben Platin gibt es eine Reihe weiterer Substanzen, welche die Reaktion von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff katalysieren können und keine teuren Edelmetalle beinhalten. Dazu zählen die sogenannten Metall-Chalkogenide. Gewöhnlicherweise leiten diese Nicht-Edelmetall-Materialien Elektronen jedoch deutlich schlechter als Platin und sind somit ineffizientere Katalysatoren.

Pentlandit besteht aus Eisen, Nickel und Schwefel. Es ist ähnlich aufgebaut wie das aktive Zentrum von Hydrogenasen, also wasserstoffproduzierenden Enzymen, die zum Beispiel in Grünalgen vorkommen. In der aktuellen Studie verglichen die Forscher die Wasserstoffproduktionsrate von natürlich gewonnenem und künstlich hergestelltem Pentlandit mit Platin und weiteren Nicht-Edelmetall-Katalysatoren.

Mineral Pentlandit ebenso gut wie Platin

Künstliches Pentlandit und Platin erwiesen sich als gleich gute Katalysatoren, die alle übrigen getesteten Materialien in ihrer Leistung übertrafen. Das im Labor synthetisierte Mineral stellte deutlich effizienter Wasserstoff her als die natürlich vorkommende Variante. Der Grund: Einschlüsse aus Magnesium und Silicium in natürlichem Pentlandit mindern seine Leitfähigkeit. Als „überraschend hoch“ bezeichneten die Wissenschaftler den Output von künstlichem Pentlandit, dessen Syntheserate darüber hinaus über lange Zeit stabil blieb.

Das Mineral hat einen weiteren Vorteil gegenüber anderen Nicht-Edelmetall-Materialien. Es besitzt eine große aktive Oberfläche, an der die miteinander reagierenden Substanzen andocken können. Bei anderen Nicht-Edelmetall-Materialien muss diese Oberfläche aufwendig geschaffen werden, indem man den Katalysator in Form von vielen Nanokugeln auf eine Elektrode aufbringt.

Förderung

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft förderte die Arbeiten im Rahmen des Exzellenzclusters Resolv (EXC1069) und des Emmy-Noether-Projekts AP242/2-1. Weitere finanzielle Unterstützung kam vom Fonds der Chemischen Industrie durch ein Liebig-Stipendium.

Originalveröffentlichung

Bharathi Konkena, Kai junge Puring, Ilya Sinev, Stefan Piontek, Oleksiy Khavryuchenko, Johannes P. Dürholt, Rochus Schmid, Harun Tüysüz, Martin Muhler, Wolfgang Schuhmann, Ulf-Peter Apfel: Pentlandite rocks as highly efficient, sustainable and stable electrocatalysts for H2 generation, in: Nature Communications, 2016, DOI: 10.1038/NCOMMS12269

Pressekontakt

Dr. Ulf-Peter Apfel, Anorganische Chemie 1, Fakultät für Chemie und Biochemie, Ruhr-Universität Bochum, Tel.: 0234 32 24187, E-Mail: ulf.apfel@rub.de

Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann, Analytische Chemie, Zentrum für Elektrochemie, Fakultät für Chemie und Biochemie, Ruhr-Universität Bochum, Tel.: 0234 32 26200, E-Mail: wolfgang.schuhmann@rub.de

Redaktion: Julia Weiler

Meike Drießen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufräumen? Nicht ohne Helfer
19.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie