Derzeit sind Edelmetalle zentraler Bestandteil zahlreicher wichtiger Produkte. Doch leider sind diese begehrten Rohstoffe häufig knapp und teuer. Doch nun scheint zumindest bei der Herstellung von Wasserstoff ein Durchbruch gelungen zu sein. Denn laut der King Abdullah University of Science and Technology werden Edelmetalle bei der H2-Produktion bald überflüssig.
Forschungsleiter Cafer T. Yavuz und sein Kollege Pravin Babar haben nämlich eine Anode aus beschichtetem Metallschaum entwickelt, die weitaus billiger sei als eine herkömmliche Elektrode, die Edelmetalle enthält und bisher unverzichtbar schien.
Keine Einschränkungen bei der Leistung
"Wir wollten die edelmetallbasierte Anode in Elektrolyseuren ersetzen, Kosten senken und eine Massenproduktion ermöglichen, ohne Kompromisse bei der Leistung einzugehen. Dazu haben wir eine Strategie entwickelt, die kostengünstige Materialien verwendet und dennoch eine Leistung ermöglicht, die fast auf dem Niveau von Standard-Anoden auf Edelmetallbasis liegt", so Babar.
Mit einem einfachen und skalierbaren, nasschemischen Ansatz hat das Team zweidimensionale Kobalt-Eisenhydroxid-Nanoblätter auf Nickelschaumsubstraten entwickelt und lagerte dann Eisenoxyhydroxid-Nanopartikel auf der Oberfläche ab. So ist ein Material entstanden, das laut den Forscher:innen eine hohe elektrische Leitfähigkeit mit einer großen Oberfläche kombiniert, die hohe Reaktivität garantiere. Das Material habe sich zudem als äußerst robust erwiesen.
Wasserstoff gegen Stromlücken
Aufgrund der intermittierenden Natur von Wind- und Solarenergie sei es nötig, Methoden zu entwickeln, um erneuerbaren Strom in einen kohlenstofffreien Energieträger umzuwandeln, der sich für die spätere Verwendung speichern und transportieren lasse. Ein elektrochemisches Gerät kann erneuerbaren Strom verwenden, um Wassermoleküle zu spalten und Sauerstoff an der Anode und Wasserstoff an der Kathode freizusetzen.
"Wegen der bemerkenswert hohen Produktion an Sauerstoff an der neuen Anode, die eine analog hohe Wasserstoffproduktion im Gefolge hat, der Kinetik und der Langzeitstabilität bei hoher Stromdichte, ist unsere Elektrode der am besten geeignete Kandidat für eine kostengünstige Wasserstoffproduktion", sagt Babar. (pte/ts)
kaust.edu.sa
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