Billiger Wasserstoff
Wasserstoff-Gewinnung ist bislang energieaufwändig und daher teuer. Das veranlasste US-Wissenschaftler um Brandon Wood und Yuanyue Liu der kalifornischen Ex-Waffenschmiede Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), auf Materialien aus der Gruppe der Übergangsmetall-Dichalkogenide (MX2) zu setzen. Sie entwickelten einen kostengünstigen Katalysator, der die Effektivität der Elektrolyse drastisch verbessert und verbilligt. Denn die bisher gebräuchlichen Katalysatoren mit Edelmetallen und sind auf Dauer zu teuer. Ein Artikel in nature energy.
Mit Quantenmechanik zum Ziel
Die Wissenschaftler um Wood und Liu setzen – wie gesagt – auf die Gruppe der Übergangsmetall-Dichalkogenide (MX2). Bislang kommen MX2-Materialien auf Basis von Wolfram und Molybdän zum Einsatz, die jedoch einen entscheidenden Nachteil haben: Katalytisch wirksam sind nur die exponierten Stellen an der Oberfläche, also nur ein kleiner Teil des gesamten Katalysators. Das Team versuchte deshalb, die grundlegenden elektronischen Faktoren zu entschlüsseln, die verhindern, dass auch das Innere des porösen Materials katalytisch aktiv ist. Dieses Wissen nutzten sie, um am Computer MX2 zu entwickeln – effektiver als das konventionelle.
Auf der Basis der Berechnungen am LLNL experimentierten Forscher der Rice University in Houston mit den alternativen MX2-Materialien Tantal- und Niob-Disulfid. Mit einer geringen Menge an Katalysatormaterial lasse sich eine hohe Wirkung erzielen, lobt Wood seine Kollegen. „Das ist ein großer Vorteil für die großtechnische Nutzung des Prozesses, weil es überflüssig ist, aufwändige Techniken einzusetzen, wie etwa die Nanostrukturierung von Materialien“, so Wood.
->Quellen:
- llnl.gov/news/it%E2%80%99s-something-water-llnl-scientists-extract-hydrogen-potential-fuel-source
- Yuanyue Liu, , Brandon C. Wood et al. Self-optimizing, highly surface-active layered metal dichalcogenide catalysts for hydrogen evolution; in: Nature Energy 6, Article number: 17127 (2017), doi:10.1038/nenergy.2017.127
- pressetext.com/#news/20170811018
- nature.com/articles/nenergy2017127
- researchgate.net/profile/Brandon_Wood