"Selbstverteidigung" gegen Sauerstoff für Katalysatoren entwickelt

Veröffentlichung in Nature Communications

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr haben eine Strategie entwickelt, die einen bio-inspirierten molekularen Katalysator mit Hilfe einer Polymermatrix stabilisiert.

Synthetisiert wurde die Matrix an der Ruhr-Universität Bochum und der Katalysator am Pacific Northwest National Laboratory in Richland (USA) entwickelt.

Dieser Katalysator ist einer der effizientesten molekularen Katalysatoren für die Wasserstoffoxidation, der mit geringen Energieverlusten und hoher Aktivität arbeitet und damit eine Alternative zu teuren Metallen wie Platin darstellt. Sein Design wurde von der Natur inspiriert; er ahmt Eigenschaften, der Hydrogenasen nach, den Enzymen, die Wasserstoffproduktion oder -oxidation mit Hilfe von auf der Erde reichlich vorhandenen Metallen wie Nickel und Eisen katalysieren. Problematisch ist, dass der Katalysator auf einer Elektrodenoberfläche unter Betriebsbedingungen der Brennstoffzelle sehr sauerstoffempfindlich ist und die Aktivität nach mehreren Betriebsstunden vollständig verloren geht. Die hier beschriebene Polymermatrix erzeugt einen „self defense-Mechanismus", der die Stabilität des Katalysators auch bei Anwesenheit von Sauerstoff erheblich verlängert.

Diese Gemeinschaftsarbeit wurde kürzlich in Nature Communications veröffentlicht und von den Editoren hervorgehoben.