Prof. Dr. Anna Fischer: EDELKAT
Platin, Platin, Platin! Auch wenn das Edelmetall gut als Katalysator für Brennstoffzellen geeignet ist, sind doch noch einige Herausforderungen zu meistern. Eine ist die bessere Stabilisierung des kostspieligen und seltenen Materials. Hierdurch würden die Kosten reduziert und die Langlebigkeit von Brennstoffzellen erhöht werden. Im EDELKAT-Projekt sollen neuartige Brennstoffzellenkatalysatoren entwickelt werden, die durch eine sogenannte Nanostrukturierung genau dies ermöglichen.
Brennstoffzellen sind eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Energiequellen wie Öl und Batterien. Gerade Wasserstoffbrennstoffzellen, also Brennstoffzellen die mit Wasserstoff betrieben werden, sind eine wertvolle Alternative um sauberen Strom zu erzeugen. Dabei wird der Wasserstoff kontrolliert verbrannt und die frei werdende Energie in Strom umgewandelt. Bei der zugrundeliegenden chemischen Reaktion entsteht lediglich Wasser als Abfallprodukt. Eine zentrale Rolle bei dem Vorgang spielen die Elektroden der Brennstoffzelle, an welchen die chemischen Prozesse ablaufen. Um die Reaktionen zu ermöglichen, müssen sogenannte Elektrokatalysatoren an den Elektroden eingesetzt werden. Diese Elektrokatalysatoren bestehen oft aus Platin. Dabei hat sich besonders Platin in Form von winzigen Nanoteilchen auf leitfähigem Kohlenstoffruß bewährt.
Bei den an den Elektroden ablaufenden Reaktionen ist das Platin anfällig für Abbauprozesse. Die Langlebigkeit von Wasserstoffbrennstoffzellen ist daher stark begrenzt. Ziel der heutigen Forschung ist es, die teure Platinkomponente widerstandsfähiger zu machen und ihre Nutzungsdauer zu erhöhen. Um dies zu ermöglichen, werden spezielle Strukturierungen der winzigen Platinteilchen auf dem Kohlenstoffruß sowie der Einsatz von alternativen Trägermaterialien untersucht.
Hier setzt das innovative „NanoMatFutur"-Projekt EDELKAT von Frau Prof. Dr. Anna Fischer an. EDELKAT hat als Ziel, neuartige nanostrukturierte Elektrokatalysatoren für Brennstoffzellen zu entwickeln. Dabei steht vor allem die Entwicklung eines „Werkzeugkastens" für chemische Synthesen im Vordergrund.
Dieser Werkzeugkasten ermöglicht es, komplexe Nano-Verbindungen wie Platin- Metalloxid in einer einfachen Synthese herzustellen.
Somit ist das Projekt nicht nur für die Entwicklung neuartiger Elektrokatalysatoren von Bedeutung, sondern grundsätzlich für die Entwicklung und Stabilisierung von Edelmetall basierten Nanokatalysatoren.