Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Platin sparen

29.10.2010
Atomare Platinschicht auf Wolframcarbid-Träger katalysiert elektrolytische Wasserstoffherstellung effektiv und kostengünstig

Wasserstoff ist einer der aussichtsreichsten Energieträger der Zukunft. Die Elektrolyse von Wasser mittels Wind- oder Sonnenenergie ist das Verfahren der Wahl für die Wasserstofferzeugung ohne Emissionen von Kohlendioxid.

Art und Beschaffenheit des wasserstoffentwickelnden Katalysators, meist Platin, sind dabei von entscheidender Bedeutung für die Effizienz und die Kosten des Elektrolysesystems. Jingguang G. Chen und ein Team von der University of Delaware (USA) stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun eine Methode vor, wie sich das teure Platin ohne Leistungseinbußen einsparen lässt: durch Auftragen einer atomaren Platinschicht auf einen kostengünstigen Träger aus Wolframcarbid.

Die Wasserspaltung per Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff funktioniert nur effizient, wenn die Kathode, die negative Elektrode der Zelle, mit einem leistungsfähigen Katalysator ausgestattet ist. Platin wäre hier an sich Material der Wahl, denn es ist sehr aktiv – leider aber sehr teuer mit aktuell etwa 52 Dollar pro Gramm. „Sein hoher Preis und begrenzter Bestand sind einer der größten Hemmschuhe auf dem Weg zur Wasserstoff-Massenproduktion durch Elektrolyse,“ erläutert Chen.

Die bisherigen Lösungsansätze, Platin einzusparen, indem Platinpartikel auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, waren noch nicht effizient genug. Oft sitzen dabei die meisten Platinatome zu weit im Innern poröser Träger und sind dadurch von der Reaktion abgeschirmt. Chen: „ Wir hatten das Ziel, eine Lage einzelner Platinatome auf ein kostengünstiges flächiges Substrat aufzubringen, sodass alle Platinatome auch zur Reaktion beitragen können.“

Das Problem dabei: Wird eine solche atomare Monolage eines Metalls auf einen Träger aufgebracht, treten die Atome mit der Unterlage in Wechselwirkungen. Die elektronische Struktur der Atome kann sich ändern, denn die Abstände zwischen den einzelnen Atomen der Schicht können anders ausfallen als im Reinstoff. Außerdem können die Bindungen zu Atomen der Unterlage zu unerwünschten Effekten führen. Dadurch werden die katalytischen Eigenschaften in erheblichem Maße gestört.

Chen und sein Team wählten Wolframcarbid als Träger, einen Stoff, der sehr ähnliche Eigenschaften wie Platin aufweist und dabei kostengünstig ist. Sie stellten dünne Filme aus Wolframcarbid auf einem Wolframsubstrat her und dampften Platinatome auf. Wie sich zeigte, weichen die chemischen und elektronischen Eigenschaften einer solchen atomaren Monolage Platin auf Wolframcarbid nicht wesentlich von denen eines Platinblocks ab. Entsprechend überzeugend fällt die katalytische Leistung der geträgerten Platin-Monolage aus.

„Wolframcarbid ist damit das ideale Substrat für Platin,“ sagt Chen. „Man kommt mit wesentlich geringeren Platinmengen aus und spart so ganz erheblich Kosten ein – möglicherweise nicht nur bei der Wasserelektrolyse, sondern auch bei anderen platinkatalysierten Verfahren.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 38/2010

Autor: Jingguang G. Chen, University of Delaware, Newark (USA), mailto:jgchen@udel.edu

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201004718

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201004718

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen
20.02.2017 | Universität zu Lübeck

nachricht Zellstoffwechsel begünstigt Tumorwachstum
20.02.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

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: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

Schwerstverletzungen verstehen und heilen

20.02.2017 | Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovative Antikörper für die Tumortherapie

20.02.2017 | Medizin Gesundheit

Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE

20.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen

20.02.2017 | Biowissenschaften Chemie