Kupfer als neues Platin für Brennstoffzellen?

Lange unterschätzter Kandidat für Elektrokatalysatoren

Mit Brennstoffzellen soll der Verkehr umweltfreundlicher werden. Eine Herausforderung dabei: Geeignete Katalysatoren zu finden, die nicht nur effizient Strom aus Brennstoffen gewinnen, sondern auch möglichst preiswert sind. Die physikalische Chemikerin Julia Kunze-Liebhäuser und ihr Team an der Universität Innsbruck haben nun gezeigt, dass Kupfer hier ein lange unterschätzter Kandidat ist. weiterlesen…

40 Jahre alter Katalysator birgt Überraschungen für die Wissenschaft

Wegweisende Entdeckung über den auf Titan-Paaren basierenden “Titansilikalit-1“

Der Katalysator “Titansilikalit-1“ (TS-1) ist nicht neu: Schon vor fast 40 Jahren wurde er entwickelt und seine Fähigkeit entdeckt, Propylen in Propylenoxid, eine wichtige Grundchemikalie in der Chemieindustrie, umzuwandeln. Jetzt hat ein Wissenschaftlerteam der ETH Zürich, der Universität Köln, dem Fritz-Haber-Institut und der BASF durch die Kombination verschiedener Methoden einen überraschenden Wirkmechanismus dieses Katalysators entdeckt. Diese Erkenntnisse sollen die Katalysatorforschung einen wichtigen Schritt voranbringen. (Abbildung: 3D-Modell des aktiven Zentrums des Katalysators Titansilikalit-1 mit einem Titan-Paar (hellgrau) – Bild © ETH Zürich) weiterlesen…

Aus Methan Ethen machen

Klimaschutz aus dem Reagenzglas

Es wäre ein dreifacher Gewinn – fürs Klima, für die Rohstoffressourcen und für die chemische Industrie: Mit ihrer Arbeit wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin die Basis schaffen, um aus dem Methan, das bei der Erdölförderung bislang abgefackelt wird, nützliche chemische Produkte wie etwa Kunststoffe zu gewinnen. Denn sie gehen der Frage nach, wie ein Katalysator beschaffen sein muss, der das Methan effizienter, als es derzeit möglich ist, in Ethen umwandelt. Einen wegweisenden Hinweis haben sie nun gefunden, den das FHI am 30.10.2020 auf seiner Internetseite publizierte. weiterlesen…

Hochleistungs-Einatom-Katalysatoren für Hochtemperatur-Brennstoffzellen

Katalysator mit wenig Platin arbeitet bei 700° C stabil

Ein Forschungsergebnis des Korea Institute of Science and Technology (KIST): Im Gegensatz zu Sekundärbatterien, die wieder aufgeladen werden müssen, sind Brennstoffzellen eine Art umweltfreundliches Stromerzeugungssystem, das Strom direkt aus elektrochemischen Reaktionen mit Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel erzeugt. Es gibt verschiedene Arten von Brennstoffzellen, die sich in Betriebstemperaturen und Elektrolytmaterialien unterscheiden. Festoxid-Brennstoffzellen (SOFCs), die einen keramischen Elektrolyten verwenden, finden zunehmend Beachtung. Da sie bei hohen Temperaturen um 700 Grad Celsius arbeiten, bieten sie den höchsten Wirkungsgrad unter den Brennstoffzellentypen und können auch zur Erzeugung von Wasserstoff durch Wasserdampfzersetzung verwendet werden. Für die Kommerzialisierung dieser Technologie ist eine weitere Verbesserung der Zellleistung erforderlich, und neuartige Hochtemperatur-Katalysatormaterialien werden mit Spannung erwartet. weiterlesen…

Neue Eigenschaften des roten Metalls

Aktiv = dyna­misch: Das Geheim­nis von Kupfer-Elektro­kata­lysa­toren

Brennstoffzellen stehen im Fokus der modernen Energieforschung und sind essenziell für eine nachhaltige Energieversorgung. Ob ihr Herz – der Katalysator – effizient arbeitet, hängt stark von seinem Material ab. Kürzlich gelang der Gruppe um die Physikalische Chemikerin Julia Kunze-Liebhäuser an der Universität Innsbruck einer Medienmitteilung vom zufolge der Nachweis, dass Kupfer als Katalysator viel besser geeignet ist, als man bisher dachte.
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Brennstoffzellen leben länger

Ohne Kohlenstoffträger deutlich stabiler

Einem internationalen Forschungsteam unter Leitung der Universität Bern ist es gelungen, einen dadurch deutlich stabileren Elektrokatalysator für Wasserstoff-Brennstoffzellen zu entwickeln, der im Gegensatz zu den heute üblichen Katalysatoren ohne Kohlenstoffträger auskommt. Das neue Verfahren ist industriell anwendbar und kann zur weiteren Optimierung von brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugen ohne CO2-Ausstoß genutzt werden.
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Nur kleine Schritte bei Katalysatorforschung

Herausforderungen bei der Entwicklung von Elektrokatalysatoren

Leistungsfähige Katalysatoren sind für die Energieumwandlung entscheidend. Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung schaffen es derzeit aber selten in die Praxis. Bei der regenerativen Energiegewinnung wird zwar oft mehr Strom erzeugt, als unmittelbar gebraucht wird, und mithilfe elektrochemischer Verfahren könnte man die überschüssige Energie speichern oder nutzbar machen. Obwohl aber seit 20 Jahren intensiv an den dafür erforderlichen Katalysatoren geforscht wird, geht es nur in kleinen Schritten voran. Eine Medienmitteilung der Ruhr-Universität Bochum vom 20.08.2020. weiterlesen…

Skalierbare Methode zur Herstellung von Cu-Elektrokatalysatoren

Kohlendioxid effizient in nützliche Brennstoffe und Chemikalien umwandeln

Durch die effiziente Umwandlung von CO2 in komplexe Kohlenwasserstoffprodukte könnte ein von einem Team von Forschern der Brown-Universität in Providence, Rhode Island, entwickelter neuer Katalysator möglicherweise dazu beitragen, überschüssiges Kohlendioxid in großem Maßstab wiederzuverwerten – so eine Medienmitteilung vom 12.08.2020. weiterlesen…

Einblicke in Struktur eines rätselhaften Katalysators

Mit einzigartiger selbst gebauten Forschungsapparatur Cu/ZnO/Al2O3 aufgeklärt

Methanol ist eine der wichtigsten Basischemikalien, etwa um Kunststoffe oder Baumaterialien herzustellen. Um den Produktionsprozess noch effizienter gestalten zu können, wäre es hilfreich, mehr über den Kupfer/Zinkoxid/Aluminiumoxid-Katalysator (Cu/ZnO/Al2O3) zu wissen, der bei der Methanolherstellung im Einsatz ist. Bislang war es jedoch nicht möglich, seine Oberfläche unter Reaktionsbedingungen mit strukturaufklärenden Methoden zu untersuchen. Einem Team der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) ist es dennoch gelungen, Einblicke in den Aufbau seines aktiven Zentrums zu gewinnen. Diese beschreiben die Wissenschaftler in der Zeitschrift Nature Communications vom 04.08.2020.
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Beschleunigte Wasserelektrolyse

TU-Berlin-Forscher mit neuen Katalysatoren – FHI beteiligt

Chemiker der TU Berlin um Prof. Peter Strasser vom Fachgebiet Elektrochemie und Elektrochemische Energiewandlung publizierten in Nature Communications die molekulare Wirkungsweise von speziellen Nickeloxid-Katalysatoren, die üblichen Edelmetall-Katalysatoren überlegen sind. Parallel dazu veröffentlichte die Gruppe in der Fachzeitschrift Nature Materials den ersten PEM-Brennstoffzell-Elektrokatalysator, der ausschließlich auf der ungewöhnlichen katalytischen Wirkung von Zinn beruht. weiterlesen…