Hamburger CAN GmbH entwickelt neue Elektrodenmaterialien für Brennstoffzellen Zukunftsweisend: energieeffiziente Katalysatorsysteme

Ressourcen fossiler Brennstoffe sind begrenzt. Gleichzeitig ist die durch ihren Gebrauch verursachte Schadstoffbelastung das ökologische Problem des 21. Jahrhunderts. Da die Energieeffizienz von Brennstoffzellen mit 40–70 % höher liegt als die herkömmlicher Verbrennungsmotoren (ca. 30 %), stellt ihr Einsatz eine vielversprechende Option dar, den künftigen Energiebedarf zu decken. Mit einer Effizienzsteigerung durch verbesserte Katalysatorsysteme befasst sich die CAN (Centrum für Angewandte Nanotechnologie) GmbH in ihrem EFRE (Europäischer Fond für Regionale Entwicklung)- Projekt zum Thema „Brennstoff- und Solarzellen“, das von Oktober 2010 bis September 2014 läuft und mit 1,4 Millionen Euro gefördert wird.

Um effizientere Katalysatorsysteme produzieren zu können, entwickeln die CAN-Wissenschaftler Komposit-Elektroden basierend auf Nanopartikeln. Diese können aufgrund ihres großen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses gut als Katalysatormaterial verwendet werden. Die von der CAN GmbH verwendete Technik erlaubt es, die Katalysatorpartikel aus z. B. Platin, Palladium oder deren Legierungen mit Übergangsmetallen direkt auf der Oberfläche eines offenen Netzwerkes aus Kohlenstoffnanoröhren abzuscheiden und damit Partikelagglomeration oder Einlagerung von Partikeln in Poren zu verhindern.

Die Verwendung von Legierungen vermindert dabei ein vorzeitiges Versagen des Katalysators durch Vergiftungen mit Zwischenprodukten aus der Umwandlung chemischer in elektrische Energie. Außerdem dienen die Kohlenstoffnanoröhren aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit sowie ihrer chemischen und thermischen Stabilität als optimales Trägermaterial. Die Komposit-Elektroden bieten mit ihrer offenen Struktur sowohl einen optimalen Stofftransport der Reaktanden zur Katalysatoroberfläche als auch eine hohe Stromaustauschdichte.

Kontakt:
CAN GmbH
Dr. Beate Ritz, br@can-hamburg.de
Dr. Christoph Gimmler, cg@can-hamburg.de