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pte20220419034 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Gewürzextrakt stabilisiert Brennstoffzellen

US-amerikanisch-indisches Forscher-Team ersetzt Wasserstoff durch umweltfreundliches Ethanol


Veranschaulichtes Spiel der Elektronen (Bild: Lakshman Ventrapragada, Sri Sai Prasad Nayak)
Veranschaulichtes Spiel der Elektronen (Bild: Lakshman Ventrapragada, Sri Sai Prasad Nayak)

Anderson/Vidyagiri (pte034/19.04.2022/13:59) -

Eine aus dem Gewürz Kurkuma gewonnene Substanz könnte bei Direktethanol-Brennstoffzellen den Durchbruch bringen, wie Forscher des Clemson Nanomaterials Institute (CNI) http://scienceweb.clemson.edu/cni und des Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning http://sssihl.edu.in sagen. Die von ihnen entwickelte Elektrode ist eigenen Angaben nach 100 Mal effektiver als bisher eingesetzte. Die Experten haben Curcumin, Hauptbestandteil von Kurkuma, und Nanopartikel aus Gold kombiniert. "Von allen Katalysatoren für die Alkoholoxidation ist derjenige, den wir entwickelt haben, der bisher beste", sagt CNI-Gründungsdirektor Apparao Rao.

Konzentration auf Anode

"Um die Direktethanol-Brennstoffzelle zu einem kommerziellen Produkt zu machen, müssen die Elektroden hocheffizient sein. Wir wollten auch keine sehr teuren Elektroden oder synthetischen Polymersubstrate einsetzen, die nicht umweltfreundlich sind", erklärtCNI-Forschungsassistent Lakshman Ventrapragada. So kamen die Fachleute auf die goldbeschichteten Curcumin-Partikel, die die Aktivität an der Anode deutlich verbessern. Dort wird das Ethanol oxidiert. Elektronen werden abgegeben, die als elektrischer Strom genutzt werden. Da Gold in Form von Nanopartikeln verwendet wird, ist die Menge äußerst gering, sodass dieser Katalysator deutlich billiger ist als Platin, das bisher bevorzugt erprobt wurde.

Der neue Katalysator ist auch deutlich haltbarer, die Lebensdauer steigt also massiv an. Daran ist im Wesentlichen das Curcumin beteiligt. Es verhindert, dass die Goldteilchen miteinander verklumpen, sodass sich die wirksame Oberfläche verringert und weniger Ethanol oxidiert, was den Stromfluss schwächt. Das Gewürzextrakt sorgt dafür, dass die Partikel ein stabiles Netzwerk auf der Oberfläche der Anode bilden. "Im nächsten Schritt wollen wir den Prozess skalieren und mit einem industriellen Partner zusammenarbeiten, der die Brennstoffzellen tatsächlich herstellen kann", verdeutlicht Rao abschließend.

(Ende)
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