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The authors of the review article: Wolfgang Schuhmann, Justus Masa and Corina Andronescu (from left) © RUB, Marquard

Challenges in the development of electrocatalysts

Ang.Chem.: Efficient catalysts are crucial for energy conversion. However, findings from basic research rarely make it into practice at present.

Regenerative energy harvesting often generates more electricity than is directly needed. Electrochemical processes could be used to store the excess energy or make it usable. Although intensive research on the catalysts required for this has been going on for 20 years, progress is only being made in small steps. What would have to change in research to develop efficient, stable and selective catalysts for industrial application is described by Dr. Justus Masa of the Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion, Professor Corina Andronescu of the University of Duisburg-Essen and Professor Wolfgang Schuhmann of Ruhr-Universität Bochum in a review article. It was published online in the journal “Angewandte Chemie” on 30 June 2020.

Activity, selectivity and stability of catalysts

In their review article, the authors describe that research on new catalysts must always keep three factors in mind: activity, selectivity and stability. Activity describes how powerful a catalyst is at a given energy input. Selectivity is defined as the ability to produce the desired substance without contaminating by-products. The stability indicates how efficient a catalyst is in the long run.

“Many publications claim high activity, stability and selectivity of electrocatalysts for important energy conversion reactions, but there is a lack of evidence”, says Wolfgang Schuhmann, head of the Centre for Electrochemistry and member of the Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence, RESOLV.

The team identifies five factors that hinder the step from research to practice. Masa, Andronescu and Schuhmann criticise, among other things, that often not enough importance is attached to the stability of catalysts.

additional information

Detailed Press Release

Original Publication: Justus Masa, Corina Andronescu, Wolfgang Schuhmann: Electrocatalysis as the nexus for sustainable renewable energy. The Gordian knot of activity, stability, and selectivity, Angewandte Chemie International Edition, 2020, DOI: 10.1002/anie.202007672

 

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Herausforderungen bei der Entwicklung von Elektrokatalysatoren

Ang.Chem.: Leistungsfähige Katalysatoren sind für die Energieumwandlung entscheidend. Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung schaffen es derzeit aber selten in die Praxis.


Bei der regenerativen Energiegewinnung wird oft mehr Strom erzeugt, als unmittelbar gebraucht wird. Mithilfe elektrochemischer Verfahren könnte man die überschüssige Energie speichern oder nutzbar machen. Obwohl seit 20 Jahren intensiv an den dafür erforderlichen Katalysatoren geforscht wird, geht es nur in kleinen Schritten voran. Was sich in der Forschung ändern müsste, um effiziente, stabile und selektive Katalysatoren für die industrielle Anwendung zu entwickeln, beschreiben Dr. Justus Masa vom Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion, Prof. Dr. Corina Andronescu von der Universität Duisburg-Essen und Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann von der Ruhr-Universität Bochum in einem Übersichtsartikel. Er ist am 30. Juni 2020 online in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ erschienen.

Aktivität, Selektivität und Stabilität von Katalysatoren

Die Autorin und die Autoren schildern in ihrem Übersichtsartikel, dass Forschung an neuen Katalysatoren stets drei Faktoren im Blick haben muss: Aktivität, Selektivität und Stabilität. Die Aktivität beschreibt, wie leistungsfähig ein Katalysator bei einem bestimmten Energieeinsatz ist. Von Selektivität spricht man, wenn es gelingt, die gewünschte Substanz ohne verunreinigende Nebenprodukte zu erzeugen. Die Stabilität gibt an, wie leistungsfähig ein Katalysator auf Dauer ist.

„Viele Publikationen behaupten eine hohe Aktivität, Stabilität und Selektivität von Elektrokatalysatoren für wichtige Energieumwandlungsreaktionen, aber es fehlen Belege“, sagt Wolfgang Schuhmann, Leiter des Bochumer Zentrums für Elektrochemie und Mitglied im Exzellenzcluster Ruhr Explores Solvation, RESOLV.

Das Team benennt fünf Faktoren, die den Schritt von der Forschung in die Praxis behindern. Unter anderem kritisieren Masa, Andronescu und Schuhmann, dass gerade der Stabilität von Katalysatoren häufig nicht genug Bedeutung beigemessen werde.


ZusÄtzliche Information

Ausführliche Presseinformation

Originalveröffentlichung: Justus Masa, Corina Andronescu, Wolfgang Schuhmann: Electrocatalysis as the nexus for sustainable renewable energy. The Gordian knot of activity, stability, and selectivity, Angewandte Chemie International Edition, 2020, DOI: 10.1002/anie.202007672

 

 

 

 

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