Elektrokatalysatoren gezielt optimieren: Der Weg zum nachhaltigen Wasserstoff

19. Dezember 2023

Keine nachhaltige Energie ohne Elektrokatalysatoren: Für die Herstellung von Grünem Wasserstoff benötigt man Nanopartikel, die als Katalysatoren den Prozess der Wasserspaltung in Sauerstoff und Wasserstoff steuern. Doch unter angelegter Spannung verändert sich die Struktur des Katalysators, was auch die katalytische Aktivität entscheidend beeinflusst. Dieses Phänomen ist bisher wenig erforscht und verstanden. Nun hat ein Forschungsteam, zu dem auch Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich gehören, diese Oberflächenumwandlung genauer untersucht, und erforscht, wie diese die Aktivität der Sauerstoffentwicklungsreaktion steuert. Ihre Ergebnisse veröffentlichen sie nun in Nature Communications.

Links ist eine schematische Seitenansicht der transformierten Schicht (hellgrau) auf dem LaNiO3 Perowskitfilm (grün) zusehen - aufgewachsen auf einem Substrat (braun). Auf der rechten Seite ist die vergrößerte Seitenansicht der transformierten Oxyhydroxid- Schicht (mit Spindichte an den Ni-Plätzen) aus den DFT/quantenmechanischen Simulationen.

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Originalpublikation

Crystal-facet-dependent surface transformation dictates the oxygen evolution reaction activity in lanthanum nickelate

Electrocatalysts are the cornerstone in the transition to sustainable energy technologies and chemical processes. Surface transformations under operation conditions dictate the activity and stability. However, the dependence of the surface structure and transformation on the exposed crystallographic facet remains elusive, impeding rational catalyst design. We investigate the facets of a LaNiO3−δ electrocatalyst for water oxidation using electrochemical measurements, X-ray spectroscopy, and density functional theory calculations with a Hubbard U term.

Pressemitteilung der Universität Duisburg-Essen

Der Weg zum nachhaltigen Wasserstoff

Katalysatoren gezielt optimieren, indem Nanopartikel mit einer bestimmten Oberflächenorientierung hergestellt werden – und damit kostengünstigen und umweltfreundlichen Wasserstoff herstellen. Dem Ziel sind Forschende der UDE, der Universität Twente, des Forschungszentrums Jülich und des Helmholtz Zentrums Berlin für Materialien und Energie nun ein gutes Stück nähergekommen. Sie untersuchten die komplementäre Halbreaktion, die parallel bei der Herstellung von Grünem Wasserstoff abläuft – die Entstehung von Sauerstoff.

Ansprechpartner

Dr. Felix Gunkel

Senior Researcher / Group leader Associate Professor, University of Twente (IMS)

Peter Grünberg Institut (PGI)
Elektronische Materialien (PGI-7)

Gebäude 04.6 /
Raum 51

+49 2461/61-5339

E-Mail

Letzte Änderung: 31.08.2024