Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rostiger Stahl als Sauerstoffgenerator

22.07.2016

Korrodierte Edelstahlelektrode lässt sich für die die elektrochemische Wasserspaltung einsetzen

Die elektrokatalytische Wasserspaltung gehört zu den Zukunftstechnologien einer umweltfreunlichen und preisgünstigen Energiegewinnung. Vor allem wegen der trägen Oxidationsreaktion zu Sauerstoff liegt eine industrielle Anwendung jedoch noch in weiter Ferne.


Künstlich korrodierter Edelstahl als Elektrokatalysator.

(c) Wiley-VCH

In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen chinesische Wissenschaftler eine Möglichkeit vor, anstelle der derzeit verwendeten teuren Schwermetalloxide künstlich korrodierten Edelstahl als Elektrokatalysator zu verwenden. Dieser ist hochaktiv für die Sauerstoffentwicklung und könnte sie sich als eine überraschend einfache Option zur Lösung eines lange bekannten Problems erweisen.

Die Wasserspaltung ist die Umsetzung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Während die Pflanzen dieses Prinzip als die wichtigste Reaktion zur Energie zur Energieumwandlung auf der Erde nutzen, lässt es sich industriell nur schwer abbilden. Besonders schwierig ist es, Katalysatoren für die Beschleunigung der trägen Oxidationsreaktion zu finden, um Sauerstoff zu generieren.

Mögliche Elektrokatalysatoren müssen eine Vielzahl von Eigenschaften erfüllen, unter anderem sollten sie beständig und preiswert sein. Die derzeit besten Katalysatoren sind aber teure und seltene Schwermetalloxide. Billigere und leichter verfügbare Übergangsmetalle haben häufig andere Nachteile.

Einen ungewöhnlichen Ansatz wählten nun Xinbo Zhang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und seine Mitarbeiter wählten, indem sie eine einfache Edelstahlplatte durch künstliche Korrosion in einen hervorragenden Elektrokatalysator verwandelten.

Die ehemals glatte, ebene Oberfläche des Stahls wird durch den Korrosionsprozess durch Hydrothermalbehandlung und elektrochemische Verfahren in Alkalilösung rostig-braun. Verrostet, aber bestens geeignet für die Katalyse.

So gelangen Nickelverbindungen an die Oberfläche, die schon als sehr gute Katalysatoren bekannt sind. Zudem lässt sich die rauhere, basische Oberfläche hervorragend benetzen, bietet ausgezeichneten Kontakt zum Stromkollektor, ist stabil und robust.

Weder die Stabilität im Dauertest noch die notwendige Reaktivierung der korrodierten Oberfläche durch das gleiche künstliche Korrosionsverfahren erwiesen sich als Problem. In Anspielung auf die schlechte Reputation von "Rost" als vermeintlich unbrauchbar gewordenes Material, nennen die Wissenschaftler ihre Methode "Aus Abfall wird Wertstoff". Das praktikable, effiziente und preisgünstige Verfahren könnte eine interessante Option für die industrialisierte Wasserspaltung der nächsten Generation sein.

Angewandte Chemie: Presseinfo 24/2016

Autor: Xinbo Zhang, Changchun Institute of Applied Chemistry (CIAC), Chinese Academy of Sciences (China), http://energy.ciac.jl.cn/

Link zum Originalbeitrag: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201604040

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie