Mehr Transparenz
Optisch transparenter Katalysator aus Kupfernanodrähten für die Wasseroxidation
Zur Gewinnung von Wasserstoff als Energieträger, z.B. für Brennstoffzellen, aus Wasser wird neben Sonnenlicht auch ein geeigneter Katalysator benötigt. Amerikanische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt einen neuen Elektrokatalysator für diese Wasseroxidation vor: ein leitfähiges Netz aus Kern-Schale-Nanodrähten, das sich genauso leistungsfähig wie konventionelle Metalloxidfilme auf Indium-Zinn-Oxid (ITO) zeigt, aber um ein Vielfaches transparenter und robuster ist.
Nickel- und Cobaltoxide sind attraktive Anodenmaterialien für die Wasseroxidation, da sie gut verfügbar sind und eine hohe katalytische Aktivität zeigen. Für den Einsatz in Photoelektrosynthesezellen, in denen chemische Umsetzungen angetrieben durch Licht stattfinden, werden die Oxide typischerweise elektrisch auf ITO-Substraten abgeschieden. ITO wird aufgrund seiner hohen Lichtdurchlässigkeit und seines geringen Flächenwiderstands eingesetzt. Allerdings können ITO-Oberflächen bei den für die Wasseroxidation nötigen hohen Spannungen an Leitfähigkeit einbüßen. Zudem ist Indium teuer und die Herstellung von ITO-Filmen kostenintensiv. Nachteilig auch, dass die katalytischen Oxid-Schichten die Lichtdurchlässigkeit und damit den Lichteinfang der photovoltaischen Komponenten verringern.
Das Team um Benjamin J. Wiley von der Duke University in Durham hat nun einen neuen Ansatz entwickelt, um diese Probleme zu lösen. Der Trick: Die Wissenschaftler ersetzten die ITO-Elektrode durch ein leitfähiges Netz aus Kupfer-Nanodrähten. Kupfer ist ein häufig vorkommendes Element und damit um Größenordnungen kostengünstiger als Indium. Zudem lassen sich die Nanodrähte in einem raschen, recht einfachen und damit ebenfalls kostengünstigen Prozess aus einer Flüssigkeit als Film auf einer Glasoberfläche abscheiden. Auf die Nanodrähte schieden die Forscher anschließend Nickel oder Kobalt elektrolytisch ab. Das so hergestellte Netz aus Kern-Schale-Nanodrähten ist bei der photoelektrokatalytischen Wasseroxidation ebenso leistungsfähig wie Metalloxidfilme ähnlicher Zusammensetzung, dabei aber um ein Vielfaches transparenter.
Statt auf Glas kann der Film aus Nanodrähten auch auf eine flexible Folie aus dem Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) aufgetragen werden. Anders als bei den ITO-basierten Elektrokatalysatoren auf einem PET-Träger, deren Leitfähigkeit nach wiederholtem Biegen deutlich leidet, macht dies dem Film aus Nanodrähten nicht viel aus. Die Wissenschaftler zeigen sich optimistisch, dass ihr Ansatz neue Möglichkeiten für das Design effizienterer, mechanisch robuster und dabei kostengünstigerer Licht-sammelnder Systeme für die Herstellung „solarer Brennstoffe“ eröffnen wird.
Originalveröffentlichung
Meistgelesene News
Originalveröffentlichung
Benjamin J. Wiley, Optically Transparent Water Oxidation Catalysts Based on Copper Nanowires, Angewandte Chemie, 2013
Themen
Organisationen
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft

Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Mit dem Absenden des Formulars willigen Sie ein, dass Ihnen die LUMITOS AG den oder die oben ausgewählten Newsletter per E-Mail zusendet. Ihre Daten werden nicht an Dritte weitergegeben. Die Speicherung und Verarbeitung Ihrer Daten durch die LUMITOS AG erfolgt auf Basis unserer Datenschutzerklärung. LUMITOS darf Sie zum Zwecke der Werbung oder der Markt- und Meinungsforschung per E-Mail kontaktieren. Ihre Einwilligung können Sie jederzeit ohne Angabe von Gründen gegenüber der LUMITOS AG, Ernst-Augustin-Str. 2, 12489 Berlin oder per E-Mail unter widerruf@lumitos.com mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. Zudem ist in jeder E-Mail ein Link zur Abbestellung des entsprechenden Newsletters enthalten.
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Zuletzt betrachtete Inhalte
LANXESS erweitert Dichlorbenzol-Kapazität am Standort Leverkusen um 15 Prozent

MEZ-TECHNIK GmbH - Reutlingen, Deutschland

Neue Bor-Lanthanid-Nanostruktur entdeckt - Neu entdeckter Nanocluster hat eine Geometrie, die "bisher in der Chemie nicht beobachtet wurde"

Der Gründerhauptstadt gehen die Mitarbeiter aus - Sechs von zehn Start-ups im Raum Berlin haben Schwierigkeiten bei der Mitarbeitersuche

Formel für thermische Speicherung von Elektroenergie

Die Chiralität von Molekülen entschlüsseln - Neuer DFG-Sonderforschungsbereich an der Uni Kassel
Life Sciences-Branche erlebt wachsendes Interesse von Technologie-Konzernen - Chemieunternehmen treiben Innovation & Digitalisierung voran
Lanxess zieht Neubau für Kautschuk-Werk in Singapur vor - Produktion startet in Q1 2013

Leipziger Wissenschaftspreis 2019 zweifach vergeben - Evamarie Hey-Hawkins und Frank-Dieter Kopinke werden geehrt
EU-Experten: Dioxin-belastetes Schweinefleisch ungefährlich

Elektromobilität: Neues Frühwarnsystem soll besser vor brennenden Lithium-Ionen-Batterien schützen - Neues System misst und analysiert Impedanz
