{"id":33653,"date":"2016-03-18T07:20:46","date_gmt":"2016-03-18T06:20:46","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=33653"},"modified":"2021-09-09T21:41:48","modified_gmt":"2021-09-09T19:41:48","slug":"effizienz-der-wasserelektrolyse-verdoppelt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/effizienz-der-wasserelektrolyse-verdoppelt\/","title":{"rendered":"Effizienz der Wasserelektrolyse verdoppelt"},"content":{"rendered":"

Die Wasserelektrolyse hat sich als Verfahren f\u00fcr die Produktion von Wasserstoff bislang nicht durchgesetzt. Zu viel Energie geht in dem Prozess verloren. Forscher haben die Effizienz der Reaktion nun verdoppelt.<\/strong><\/p>\n

In der Zeitschrift \u201eNature Communications\u201c<\/em> berichten Wissenschaftler der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum, der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen und der Universit\u00e4t Leiden, wie sich die Effizienz der Elektroden f\u00fcr die Wasserelektrolyse steigern l\u00e4sst. Diese enthalten \u00fcblicherweise Platin als Katalysator, um die Umsetzung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff zu beschleunigen. Damit die Reaktion m\u00f6glichst effizient abl\u00e4uft, d\u00fcrfen Zwischenprodukte weder zu stark noch zu schwach an der Katalysatoroberfl\u00e4che haften.<\/p>\n

Herk\u00f6mmliche Elektroden binden Zwischenprodukte zu stark<\/h3>\n
\"RUB;\"
Wolfgang Schuhmann entwickelt mit seinem Team neue Elektroden, zum Beispiel f\u00fcr die Wasserstoffproduktion. \u00a9 RUB, Kramer<\/figcaption><\/figure>\n

Das Team um Prof. Dr. Aliaksandr Bandarenka vom M\u00fcnchener Lehrstuhl f\u00fcr Physik der Energieumwandlung und -speicherung und Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann vom Bochumer Zentrum f\u00fcr Elektrochemie berechnete, wie stark die Zwischenprodukte an den Elektroden haften sollten, um eine m\u00f6glichst effiziente Reaktion zu erlauben. Die Analyse ergab, dass herk\u00f6mmlichen Elektroden aus Platin, Rhodium und Palladium die Zwischenprodukte etwas zu stark binden.<\/p>\n

Die Forscher modifizierten die Eigenschaften der Platin-Katalysatoroberfl\u00e4che, indem sie eine Schicht aus Kupferatomen einf\u00fcgten. Mit dieser Zusatzschicht erzeugte das System doppelt so viel Wasserstoff wie mit einer reinen Platinelektrode. Allerdings nur, wenn die Forscher die Kupferschicht direkt unter der obersten Lage der Platinatome einbrachten. Die Gruppe beobachtete zudem, dass die Elektroden mit der Kupferschicht langlebiger waren, zum Beispiel widerstandsf\u00e4higer gegen Korrosion.<\/p>\n

Wasserelektrolyse hat sich bislang nicht gro\u00dffl\u00e4chig durchgesetzt<\/h3>\n

Nur vier Prozent des weltweit produzierten Wasserstoffs entstehen bislang durch Wasserelektrolyse. Weil die verwendeten Elektroden nicht effizient genug sind, lohnt sich eine gro\u00dffl\u00e4chige Anwendung nicht. \u201eBisher wird Wasserstoff \u00fcberwiegend aus fossilen Brennstoffen gewonnen, wobei eine hohe Menge CO2<\/sub> freigesetzt wird\u201c, sagt Wolfgang Schuhmann. \u201eEs w\u00e4re ein gro\u00dfer Schritt in Richtung klimaschonender Energieumwandlung, wenn wir Wasserstoff stattdessen mittels Elektrolyse gewinnen w\u00fcrden. Daf\u00fcr k\u00f6nnten wir den \u00dcberschussstrom zum Beispiel aus der Windkraft nutzen.\u201c<\/p>\n

\u201eDar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht uns die Forschung an dieser Reaktion zu testen, wie gut wir Katalysatoroberfl\u00e4chen designen k\u00f6nnen, indem wir unterschiedliche Metallatome pr\u00e4zise positionieren,\u201c erg\u00e4nzt Aliaksandr Bandarenka. \u201eDieses Wissen k\u00f6nnte auch vielen anderen katalytischen Prozessen zugute kommen.\u201c<\/p>\n

F\u00f6rderung<\/h3>\n

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft f\u00f6rderte die Arbeiten im Rahmen der Exzellenzcluster Resolv(EXC 1069) und Nanosystems Initiative Munich (NIM). Weitere Unterst\u00fctzung kam von der Helmholtz-Energie-Allianz \u201eStation\u00e4re elektrochemische Speicher und Wandler\u201c (HA-E-0002).<\/p>\n

 <\/p>\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/em><\/h3>\n

J. Tymoczko, F. Calle-Vallejo, W. Schuhmann, A. S. Bandarenka (2016): Making the hydrogen evolution reaction in polymer electrolyte membrane electrolyzers even faster, Nature Communications, DOI: 10.1038\/NCOMMS10990<\/a><\/em><\/p>\n

 <\/p>\n

Kontakt<\/h3>\n

Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann
\nTel.: 0234 32 26200
\nE-Mail: wolfgang.schuhmann@rub.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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