Neuer Kat beschleunigt Wasserspaltung

Wasserstoff lässt sich durch Anreicherung von Polyoximetallat schneller und günstiger herstellen

(pte012/29.01.2019/10:30) – Experten der Dongguk University http://www.dongguk.edu haben eine Lösung gefunden, um die Wasserspaltung zu beschleunigen. Sie
reichern nickelbasierte Katalysatoren mit einem Polyoximetallat an, das
polyatomische Anionen besitzt. Sie bilden eine dreidimensionale
Netzstruktur. Die Südkoreaner entschieden sich für den Einsatz von
Vanadium. Folgerichtig heißt das Material, mit dem sie den Katalysator
aus Nickelhydroxid anreicherten, Polyoxivanat.

Treibstoff der Zukunft

Der Katalysator wird bei der Elektrolyse eingesetzt. Bei diesem
Verfahren wird Wasserstoff gewonnen, der als Treibstoff der Zukunft
gilt. Er lässt sich in Brennstoffzellen direkt verwerten, um Strom für
Elektroautos herzustellen oder als Ausgangsmaterial für synthetische
Treibstoffe, die Benzin, Diesel und Kerosin stark ähneln. Je besser die
Katalysatoren funktionieren, desto billiger wird der Wasserstoff, der
mit Solar-, Wind- und Wasserstrom hergestellt wird.

Der neue Katalysator ist ähnlich effektiv wie ein edelmetallhaltiger,
aber weitaus billiger. Das Team um Hyunsik Im und Hyungsang Kim konnte
zeigen, dass die Wasserspaltung bereits bei relativ geringer Spannung
stattfindet, was Energie spart. Das Team führt das darauf zurück, dass
die kartenhausähnliche Struktur des Materials – das Polyoxivanat liegt
jeweils zwischen zwei Nickelhydroxid-Schichten – die innere Oberfläche
vergrößert. Hier gilt wie üblich, dass die Effektivität mit der Größe
der Oberfläche wächst.

Vielerlei Anwendungen

"Wir haben gezeigt, dass die von uns gewählte Struktur die Wirkung
optimiert", sagt Im. Die Südkoreaner betonen, dass effektive
Katalysatoren ein wichtiger Schritt in Richtung einer grüneren Zukunft
sind. Die Herstellungsweise des geschichteten Katalysators könne auch
für andere Anwendungen Vorteile bringen. Laut Kim ist dies etwa bei der
Produktion von Lithium-Ionen-Batterien oder Biosensoren wichtig. "Die
Zeit wird zeigen, wofür diese Methode noch alles gut ist", philosophiert
Kim.