Zelfhelende katalysatoren voor waterstofproductie

Chemici van het Zentrum für Elektrochemie aan de Ruhr-Universität Bochum hebben een katalysator met zelfhelende eigenschappen ontwikkeld. Onder de veeleisende condities van de waterelektrolyse voor de productie van waterstof regenereert het katalysatormateriaal zichzelf, zolang de daarvoor noodzakelijke bestanddelen in de elektrolytoplossing aanwezig zijn.

Onderzoekers van de Ruhr-Universität Bochum gespreken de resultaten tijdens hun onderzoek naar efficiëntere productie van waterstof.

1/1

Gerelateerd nieuws

Bosch Rexroth, Schunk en Siemens genomineerd voor Hermes Award 2024

Ionautics 7500-ste lid EtherCAT Technology Group

Presentatie geven op de Hannover Messe?

Van wind naar wiel: elektrisch of liever met waterstof?

Waterstof geldt als de energiedrager van de toekomst. Het is echter een uitdaging om stabiele en efficiënte katalysatoren voor de synthese te vinden. Bij dit proces wordt aan de ene elektrode waterstof, aan de andere zuurstof gevormd. De elektroden zijn voorzien van een katalysatorfilm, die in het verloop van de reactie zijn werking verliest.

Katalysatoroppervlak vormt zichzelf

In een maakbaarheidsstudie toonden de chemici een nieuwe weg aan om een zeer stabiele katalysatorfilm te creëren. Ze voegden in de vorm van poeder nanodeeltjes van de katalysator toe aan de oplossing en deze omgeven de elektroden.

De door de elektrodenruimte gepompte deeltjes komen in botsing met het elektrodeoppervlak. Daar vormt zich op grond van de elektrostatische aantrekkingskrachten een film van deeltjes. Daarbij worden deeltjes met positief geladen oppervlak op de anode afgezet en deeltjes met negatief geladen oppervlak op de kathode. De katalysatorfilm stelt zich als het ware zelf samen.

Door het zelfde mechanisme regeneerde het katalysatoroppervlak zichzelf tijdens de reactie. Nieuwe nanodeeltjes uit de oplossing trekken naar de elektroden en verversen daar de verslijtende katalysatorfilm. Dit zelfhelend effect Dieser Selbstheilungseffekt gaat door zolang er katalysatordeeltjes in de oplossing aanwezig zijn.

Meerdere dagen stabiel

De onderzoekers werkten met nikkelelektroden. Ze testten twee verschillende katalysatorpoeders voor de beiden elektroden: een op nikkel en een op kobalt gebaseerd materiaal.

Alle katalysatormaterialen vormden een film van slechts enkele micrometers op de elektroden, zoals door opnamen met een elektronenmicroscopen werd bevestigd. De metingen toonden bovendien aan, dat functionele systemen werden gevormd die over meerdere dagen stabiel waterstof produceerden.

In vervolgstudies willen de chemici nog de invloed van deeltjesvorm en -grootte en de invloed van de elektrolytoplossing op het rendement en de stabiliteit van de katalysatoren nauwkeuriger onderzoeken.

bron: Ruhr-Universität Bochum