Höhenprofil nanometerfeiner Strukturen, Strom und Reibungskräfte an fest-flüssig Grenzflächen abbilden
Elektrokatalyse unter dem Rasterkraftmikroskop
Eine Weiterentwicklung der Rasterkraftmikroskopie macht es nun möglich, das Höhenprofil nanometerfeiner Strukturen sowie den elektrischen Strom und die Reibungskraft an Fest-Flüssig-Grenzflächen zeitgleich abzubilden. Damit gelang es einem Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und am Fritz-Haber-Institut (FHI) der Max-Planck-Gesellschaft, elektrokatalytisch aktive Materialien zu analysieren und Einblicke zu gewinnen, die für die Katalysatoroptimierung hilfreich sind. (Grafik: Korrelative Rasterkraftmikroskopie: Spitze tastet Oberfläche ab und misst Kraftwechselwirkungen zwischen Spitze und Probenoberfläche, einschließlich Reibungskräfte – © M. Munz_FHI_HZB) weiterlesen…
Für die organische Synthese, also für die Herstellung von Kohlenstoff-Verbindungen, ist die Entwicklung von Syntheseverfahren von Bedeutung, durch die sich das gewünschte Produkt in guter Ausbeute gewinnen lässt. Auf diesem Gebiet hat ein Forschungsteam unter der Leitung der 
Pionierarbeit in der Wissenschaft leisten und Antworten auf Zukunftsfragen finden – bei dieser Aufgabe unterstützt der 
So detailliert sind Katalysatoroberflächen selten zuvor abgebildet worden. Dabei kann jedes einzelne Atom entscheidend für die katalytische Aktivität sein. Mit atomarer Auflösung hat ein deutsch-chinesisches Forschungsteam die dreidimensionale Struktur der Oberfläche von Katalysator-Nanopartikeln sichtbar gemacht. Diese spielt eine entscheidende Rolle für die Aktivität und Stabilität der Partikel. Die detaillierten Einblicke gelangen mit einer Kombination aus Atomsondentomografie, Spektroskopie und Elektronenmikroskopie. Nanopartikel-Katalysatoren können zum Beispiel bei der Produktion von Wasserstoff für die chemische Industrie zum Einsatz kommen. Um die Leistung künftiger Katalysatoren zu optimieren, ist es unabdingbar, den Einfluss der dreidimensionalen Struktur zu verstehen. (Foto: Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) – ©
Für die großtechnische Erzeugung von Wasserstoff durch Wasserelektrolyse ist die Entwicklung von langzeitstabilen und aktiven Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) nach wie vor eine zentrale Herausforderung. Die meisten Katalysatoren leiden unter schwerer struktureller Korrosion, die bei schwankenden Potenzialen noch ausgeprägter wird. Einem Team von Wissenschaftlern der RWTH Aachen, der TU Berlin und des MPI CEC ist es gelungen kubische mangan- und cobalthaltige Partikel herzustellen, die als Katalysatoren für die elektrochemische Wasserspaltung eingesetzt werden können. (Bild: Catalysis Science & Technology 22, Cover – © 
Wenn Wasserstoff oder Methanol in elektrische Energie umgewandelt werden soll, werden meist Brennstoffzellen eingesetzt. Nanoskalige Katalysatoren bringen zwar den Prozess in Schwung – bislang schwankt die Qualität dieser Materialien jedoch stark. Der 
Eine japanische Forschungsgruppe hat einen „nanoporösen Super-Mehrelement-Katalysator“ entwickelt, der 14 Elemente enthält, die auf atomarer Ebene gleichmäßig gemischt sind und als Katalysator verwendet werden. Eine hochentropische Legierung, die aus 10 oder mehr Elementen besteht, kann als Katalysator „universell und vielseitig“ sein, da sie in der Lage ist, ihre Morphologie frei zu verändern und je nach Reaktionsfeld aktiv zu werden. Bislang war es jedoch nicht einfach, Entropie-Legierungen aus mehr als 10 Elementen herzustellen, denn einige Elemente lassen sich nur schwer mischen, wie etwa Wasser und Öl. (Bild: 
Auch wenn die Meere allmählich übervoll davon sind: Kunststoffe und Lebensmittelverpackungen, Automobilkomponenten, Kleidung, medizinische und Laborgeräte und zahllose andere Güter werden – nicht nur wegen Corona – Mangelware. Doch ein neuer, an der Universität von Michigan entwickelter chemischer Katalysator könnte die Produktion von mehr Rohstoffen für den (nach Polyethylen) weltweit am zweithäufigsten verwendeten Kunststoff ermöglichen – so Gabe Cherry am 08.07.2021 auf der I
CEC-Forscher entwickelten einen „Chamäleon-Katalysator“ für Hydrierungsreaktionen, wie sie am auf der