Genügsam: Neuer Katalysator verspricht günstigen Wasserstoff

Ein neuer Katalysator aus günstigen Materialien verspricht eine effizientere und preiswertere Produktion von grünem Wasserstoff. Er kommt ohne teure Edelmetalle oder Chemikalien aus und arbeitet trotzdem effizient bei der Aufspaltung von Wasser.

Grüner Wasserstoff wird günstiger

Bisher benötigten Geräte zur Wasserstoffproduktion, sogenannte Elektrolyseure, teure Platinmetalle als Katalysatoren. Ariana Serban, Doktorandin an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz, und ihr Team fanden nun im Rahmen des Forschungsprojekts ANEMEL eine Alternative: Sie verwendeten die häufiger vorkommenden und günstigeren Metalle Nickel und Molybdän. Diese brachten sie in einem speziellen Verfahren auf eine leitfähige Kohlenstoffschicht auf.

"Wir haben die Herstellungsmethode, die Zusammensetzung des Elektrolytbads und die Trägermaterialien optimiert", erklärt Serban. Besonders ist die Abscheidung der Metalle bei hohem Stromfluss ohne zusätzliche Chemikalien. Ungewöhnlicherweise verzichtete das Team dabei auch auf übliche Puffersubstanzen wie Borsäure, die normalerweise den pH-Wert stabilisieren. Stattdessen nutzten sie einen hochleitfähigen Elektrolyten. So entsteht eine kompakte Schicht, die als Katalysator dient.


Der neue Katalysator ermöglicht eine stabile Wasserstoffproduktion auch bei hohen Stromstärken (bis zu 3 A/cm²). Er erreicht dabei ähnliche Leistungen wie bisherige Platin-Katalysatoren. Während des Betriebs verändert sich die Oberfläche des Katalysators: Molybdänatome wandern nach außen und verbinden sich teilweise mit Sauerstoff. Dies verbessert die Wasserspaltung zusätzlich.

Mehr Tests

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science veröffentlicht. Der neue Ansatz könnte Elektrolyseure günstiger und leichter wiederverwertbar machen. Das sind wichtige Schritte, um Wasserstoff als umweltfreundlichen Energieträger breiter einsetzen zu können. Bevor die Technologie marktreif ist, sind aber noch weitere Tests zur Langzeitstabilität nötig.


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