Nanoelektrode für billigen Wasserstoff gebaut
Edelmetalle werden laut der King Abdullah University of Science and Technology bald überflüssig
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Künstlerische Darstellung der Wasserspaltung (Illustration: kaust.edu.sa/en) |
Thuwal (pte004/14.03.2022/06:10)
Forschungsleiter Cafer Yavuz und sein Kollege Pravin Babar von der King Abdullah University of Science and Technology http://kaust.edu.sa/en haben eine Anode aus beschichtetem Metallschaum entwickelt, die weitaus billiger ist als eine herkömmliche Elektrode, die Edelmetalle enthält und unverzichtbar schien.
Keine Leistungskompromisse
"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, schnellen 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 eine hohe elektrische Leitfähigkeit mit einer großen Oberfläche kombiniert, die hohe Reaktivität garantiert. Das Material hat sich zudem als äußerst robust erwiesen.
Wasserstoff gegen Stromlücken
Aufgrund der intermittierenden Natur von Wind- und Solarenergie ist es nötig, Methoden zu entwickeln, um erneuerbaren Strom in einen kohlenstofffreien Energieträger umzuwandeln, der sich für die spätere Verwendung speichern und transportieren lässt. 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.
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