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pte20191216003 Forschung/Entwicklung, Umwelt/Energie

Nickel-Eisen-Katalysator für billigen Wasserstoff

Neuer Ansatz könnte Fahrzeugen mit einem solchen Antrieb endlich auf die Sprünge helfen


Wasserstoff-Auto: soll alltäglicher werden (Foto: Darren Halstead, unslpash.com)
Wasserstoff-Auto: soll alltäglicher werden (Foto: Darren Halstead, unslpash.com)

Sydney (pte003/16.12.2019/06:10) - Billiges Nickel und Eisen statt teure Platinmetalle als Katalysator, so will ein Team unter Leitung der University of New South Wales (UNSW) in Sydney http://unsw.edu.au die Gewinnung von Wasserstoff deutlich günstiger machen. Ihr in "Nature Commmunications" vorgestellter Ansatz punktet dabei zudem mit hoher Energieeffizienz und einer schnellen Aufspaltung von Wasser. Das könnte letztlich dazu beitragen, dass beispielsweise Wasserstoff-Autos zu deutlich größerer Verbreitung finden.

Billig statt edel

Für Autos oder andere Anwendungen, in denen Wasserstoff-Brennstoffzellen die Energie liefern, muss Wasserstoff erst durch Katalyse aus Wasser gewonnen werden. Üblicherweise kommen dabei Elektroden aus dem Edelmetall Platin oder anderen, ebenfalls teuren Platinmetallen zum Einsatz. Das Team an UNSW, Griffith University http://griffith.edu.au und Swinburne University of Technology http://swinburne.edu.au setzt dagegen auf billiges Eisen und Nickel für einen Katalysator, mit dem es Elektroden beschichtet.

"Bei diesem Katalysator gibt es eine winzige, nanoskalige Grenzschicht, wo sich Eisen und Nickel auf atomarer Ebene treffen", sagt UNSW-Chemieprofessor Chuan Zhao. Eben diese ist der Clou an der Entwicklung. "Die nanoskalige Grenzschicht verändert die Eigenschaften der Materialien fundamental", erklärt Zhao. Erst dadurch wirken Eisen und Nickel, die an sich nicht gut zur Wasserstoff-Katalyse geeignet sind, als ähnlich aktiver Katalysator wie eben Platin. An der Grenzschicht wird Wasser somit effektiv in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet.

Echte Wirtschaftlichkeit

Das soll helfen, Wasserstoff zu einer wirklich gangbaren Alternative zu fossilen Brenstoffen zu machen. Denn dazu muss der Wasserstoff günstig gewonnen werden, was einen möglichst günstigen Katalysator mit hoher Effizienz erfordert. Der Nickel-Eisen-Katalysator sollte wesentlich billiger sein als jene aus Platinmetallen, da das Material tausendfach preiswerter ist. Außerdem bietet er laut Forschern eine extrem hohe Energieeffizienz. Der gleiche Katalysator ist zudem auch direkt für die Sauerstoffgewinnung geeignet, was laut Zhao einen zusätzlichen Kostenvorteil verspricht.

(Ende)
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