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pte20201209003 Umwelt/Energie

Platin-Katalysator für bessere Brennstoffzellen

Koreanische Wissenschaftler schützen den Kat dank Nanopartikeln des Edelmetalls


Kompakte Direkt-Methanol-Brennstoffzellen (Symbolbild: CC0 Public Domain)
Kompakte Direkt-Methanol-Brennstoffzellen (Symbolbild: CC0 Public Domain)

Incheon (pte003/09.12.2020/06:05) - Forscher der Incheon National University http://inu.ac.kr haben einen Platin-Katalysator entwickelt, der die bislang nur kurze Lebensdauer von Direkt-Methanol-Brennstoffzellen (DMFC) entscheidend verlängert. Der neue Katalysator wird nicht wie üblich von Methanol angegriffen und nach und nach zerstört. Denn er besteht nicht wie bisher aus purem Platin, sondern aus Nanopartikeln des Edelmetalls. Diese sind mit einer hauchdünnen Schicht aus Kohlenstoff umhüllt. Diese hat Fehlstellen, die Sauerstoffmoleküle, die neben dem aus Methanol entstehenden Wasserstoff für die Stromerzeugung benötigt werden, passieren können, während die aggressiven Methanolmoleküle außen vor bleiben müssen. "Das verhindert die zerstörerische Reaktion", so Forscher Oh Joong Kwon.

Brennstoffzelle fürs Smartphone

Brennstoffzellen lassen sich so kompakt bauen, dass sie sogar in Smartphones und Laptops passen und die heute üblichen Lithium-Ionen-Akkus ersetzen könnten. Bisher lässt sich das nicht realisieren, weil Wasserstoff, der in den Brennstoffzellen in Strom umgewandelt wird, in sperrigen Drucktanks gelagert werden muss. Methanol, eine Alkoholart, benötigt dagegen lediglich einen drucklosen Tank, der so klein ist, dass er sich in elektronische Geräte integrieren lässt.

Tests haben gezeigt, dass das Molekularsieb, wie Kwon die Kohlenstoffhülle nennt, nur Sauerstoff durchlässt. Anfangs fanden jedoch zu wenig Moleküle den Weg hin zum Katalysator, weil die Zahl der Fehlstellen nicht ausreichte. Durch eine Wärmebehandlung während der Beschichtung der Platin-Partikel gelang es dem Team um Kwon, die Zahl der Fehlstellen zu optimieren und damit die Stromerzeugung der Zelle. Kwon arbeitet seit zehn Jahren an der Verbesserung des Katalysators vom DMFC, weil er diesen Stromerzeuger für effektiver hält als Lithium-Ionen-Batterien. "Sie haben eine höhere Energiedichte", sagt er. Damit seien sie eine wirkliche Alternative.

(Ende)
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