Bifunktionaler Katalysator

Die Elektrolyse von Wasser und die Verbrennung von Wasserstoff mit Sauerstoff, beides in einem Katalysator.

Chemiker der Ruhr-Universität Bochum haben einen Schritt in Richtung kostengünstiger regenerativer Brennstoffzellen und wiederaufladbarer Metall-Luft-Batterien gemacht. Sie entwickelten einen neuartigen Katalysator auf Basis von Kohlenstoff, der beide gegensätzliche Reaktionen fördern kann. Ein solcher Katalysator könnte es ermöglichen, Wind- oder Solarenergie zu speichern und günstigere Batterien zum Beispiel für Elektroautos herzustellen.Die sogenannten bifunktionalen Katalysatoren können Wasser unter Zufuhr von Energie in Wasserstoff und Sauerstoff spalten – Elektrolyse genannt – und die Energie in den chemischen Bindungen des gebildeten Wasserstoffs speichern. Die gleichen Katalysatoren können auch zu einer Brennstoffzelle umgepolt werden; sie verbrennen Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser und erzeugen dabei Strom. Bislang nutzten Forscher für diese Zwecke Katalysatoren auf Basis von Edelmetallen. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie entweder gut für die Elektrolyse oder gut für die Verbrennung sind, jedoch nicht für beides.Die neuartigen  Katalysatoren bestehen aus Manganoxid- oder Cobaltoxid-Nanopartikeln, die in mit Stickstoffatomen dotiertem Kohlenstoff eingeschlossen sind. Um die bifunktionalen Kohlenstoffkatalysatoren herzustellen„schnitten“ die Forscher Nanoröhren aus Kohlenstoff mithilfe von Wärme und Sauerstoff auf und machten darin eingeschlossene Katalysatorpartikel nutzbar.

Erstellt am 5.8.2014