Wie Brennstoffzellen langlebiger werden könnten TU Braunschweig an Entwicklung von Elektrokatalysator ohne Kohlenstoffträger beteiligt
Brennstoffzellen wandeln chemische Energie in elektrische Energie um. Wichtig bei dieser Reaktion sind sogenannte Katalysatoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigen. Professorin Dr. Mehtap Özaslan vom Technischen Elektrokatalyse Laboratorium am Institut für Technische Chemie der Technischen Universität Braunschweig ist Teil eines internationalen Teams, das ein neues, stabiles Katalysatorkonzept für Wasserstoff-Brennstoffzellen entwickelt hat. Seine Ergebnisse hat das Team in „Nature Materials“ veröffentlicht.
Häufig werden in Brennstoffzellen Katalysatoren aus Platin-Kobalt-Nanopartikeln eingesetzt, die auf einem Kohlenstoff-Trägermaterial fein verteilt sind. Das Problem: Der Kohlenstoff kann korrodieren, was die Lebensdauer der Brennstoffzelle stark beeinträchtigt. Einem internationalen Forschungsteam unter Leitung der Universität Bern und des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie e. V. in Greifswald ist es gelungen, einen neuartigen Elektrokatalysator zu entwickeln: Im Gegensatz zu den heute üblichen Katalysatoren kommt dieser ohne Kohlenstoffträger aus. Er besteht aus einem dünnen Metallnetzwerk und ist dadurch langlebiger. Das neue Verfahren ist industriell anwendbar und kann zur weiteren Optimierung von brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugen ohne CO2-Ausstoss genutzt werden.
Kobalt-Oxid macht Platin aktiver
Professorin Mehtap Özaslan von der TU Braunschweig hat das Materialsystem des Platin-Kobalt-Katalysators mituntersucht. Dabei fand sie heraus, dass Kobalt-Oxid Platin aktiver macht als das bisher eingesetzte metallische Kobalt. Durch den Einsatz von Kobalt-Oxid wird weniger des teuren Platins benötigt und der Katalysator ist effizienter und kostengünstiger. Ihre Untersuchungen haben sie in so genannten Operando-Studien, also unter Arbeitsbedingungen, durchgeführt. „Wir haben den Katalysator praktisch bei der Arbeit beobachtet“, erklärt Professorin Özaslan. Die Ergebnisse von Özaslan und ihrem Team flossen in die Entwicklung des neuen Katalysatorkonzepts ein.
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Die Studie wurde unter anderem finanziert durch den Schweizerischen Nationalfonds (SNF), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, FKS 03SF0539), die Deutsche Forschungsgemeinsaft (FOR2213, TP9) und das Danish National Research Foundation Center für High-Entropy Alloy Catalysis. Sie ist eine internationale Zusammenarbeit der Universität Bern, Universität Kopenhagen, Universität Oldenburg, des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie in Greifswald und der TU Braunschweig.
Die vollständige Pressemitteilung der Universität Bern: https://idw-online.de/de/news752895
