Researchers at RUB and the Fritz Haber Institute Berlin have developed a new method of using rare and expensive catalysts as sparingly as possible. They enclosed a precious metal salt in outer shells, tiny micelles, and had them strike against a carbon electrode, thus coating the surface with nanoparticles of the precious metal contained in the micelles. At the same time, the team was able to precisely analyse how much of the metal was deposited. The researchers then showed that the electrode coated in this manner could efficiently catalyse the oxygen reduction, which is the limiting chemical process in fuel cells.
The team led by Professor Kristina Tschulik and Mathies Evers from the Research Group for Electrochemistry and Nanoscale Materials describes the process in the journal "Angewandte Chemie", published online in advance on 11 April 2019."
Only flat substrates can be coated uniformly with nanoparticles using standard methods," says Kristina Tschulik. "Our process means that even complex surfaces can be loaded uniformly with a catalyst."
Additional Information
Original Publication: Mathies V. Evers, Miguel Bernal, Beatriz Roldan Cuenya, Kristina Tschulik: Piece by Piece-Electrochemical Synthesis of Individual Nanoparticles and their Performance in ORR Electrocatalysis, in Angewandte Chemie International Edition, 2019, DOI: 10.1002/anie.201813993
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Edelmetall-Katalysatoren sparsam auftragen
Edelmetall-Nanopartikel wie Platin oder Gold sind hervorragende Katalysatoren. Aber sie sind teuer und selten. Mit dieser neuen Methode könnte Material gespart werden.
Eine neue Methode, um seltene und teure Katalysatoren möglichst sparsam verwenden zu können, haben Forscherinnen und Forscher der RUB und des Fritz-Haber-Instituts Berlin entwickelt. Sie schlossen ein Edelmetallsalz in winzige Mizellen, also eine äußere Hülle, ein und ließen diese auf einer Kohlenstoffelektrode einschlagen, wodurch die Oberfläche mit Nanopartikeln des enthaltenen Edelmetalls beschichtet wurde. Gleichzeitig konnte das Team genau analysieren, wie viel des Metalls abgeschieden wurde. Anschließend zeigten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass die so beschichtete Elektrode effizient die Sauerstoffreduktion katalysieren konnte, welche der limitierende chemische Prozess in Brennstoffzellen ist.
Das Verfahren beschreibt das Team um Prof. Dr. Kristina Tschulik und Mathies Evers von der Forschungsgruppe für Elektrochemie und Nanoskalige Materialien in der Zeitschrift "Angewandte Chemie", online vorab veröffentlicht am 11. April 2019.
"Mit Standardmethoden lassen sich nur flache Substrate gleichmäßig beschichten", sagt Kristina Tschulik. "Mit unserem Verfahren können auch komplexe Oberflächen gleichmäßig mit einem Katalysator beladen werden."
Zusätzliche Information
Originalveröffentlichung: Mathies V. Evers, Miguel Bernal, Beatriz Roldan Cuenya, Kristina Tschulik: Piece by Piece-Electrochemical Synthesis of Individual Nanoparticles and their Performance in ORR Electrocatalysis, in Angewandte Chemie International Edition, 2019, DOI: 10.1002/anie.201813993