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Universität Erlangen-Nürnberg: Elektrokatalyse fundamental verstehen

»Dass« Elektrokatalyse funktioniert, weiß man, »wie« sie funktioniert ist noch nicht völlig klar. Forscher der Uni Erlangen-Nürnberg haben eine Methode entwickelt, um die zugrundeliegenden Vorgänge auf molekularer Ebene genau charakterisieren zu können.

FAU Erlangen-Nürnberg Bildquelle: © FAU/Fabian Kollhoff

Spektroelektrochemisches Labor am Department Chemie und Pharmazie der FAU Erlangen-Nürnberg. V.l.n.r.: Prof. Dr. Jörg Libuda, Dr. Olaf Brummel und Doktorand Firas Faisal

Auch wenn man Elektrokatalysatoren bereits nutzt, sind die genauen chemischen Abläufe auf molekularer Ebene darin kaum geklärt. Dies könnte sich bald ändern.

Das Helmholtz-Institut für Erneuerbare Energien Erlangen-Nürnberg hat jetzt eine Methode entwickelt, mit der sich elektrokatalytische Reaktionen sehr genau untersuchen lassen. Die Forscher unter Prof. Dr. Jörg Libuda, Professur für Physikalische Chemie an der FAU, haben in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Karl Mayrhofer vom HI-ERN gezeigt, dass es möglich ist, einen komplizierten Elektrokatalysator mit atomarer Genauigkeit zusammenzubauen und daran den genauen Verlauf elektrokatalytischer Reaktionen zu untersuchen.

Der Zusammenbau des Katalysators geschieht im sogenannten Ultrahochvakuum, das heißt unter Ausschluss sämtlicher Verunreinigungen, die häufig die Ergebnisse beeinflussen. Nach diesem Durchbruch wird es in der Zukunft mit der gleichen Strategie möglich sein, eine Vielzahl weiterer Katalysatoren zu untersuchen und so ein viel besseres Verständnis der »elektrisierten« Zukunftschemie zu erhalten.

Möglich würden damit ertragreichere Elektrokatalysatoren, die z.B. in Zeiten von Überschussstrom aus erneuerbaren Energien aus Wasser effizienter Wasserstoff oder aus Kohlendioxid chemische Grundstoffe herstellen könnten. Die Forschungsergebnisse wurde im Journal Nature Materials veröffentlicht.