Neue Katalysatoren für Brennstoffzellen

Fraunhofer IAP: effizient und mit konstant hoher Qualität

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 Forschungsbereich CAN des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP räumt diese Probleme aus: Mit einem optimierten Katalysator und einer kontinuierlichen, reproduzierbaren Fertigung mit sehr guter Kontrolle über die Materialeigenschaften. (Foto: Charakterisierung von Brennstoffzellen – © Fraunhofer IAP) weiterlesen…

Realisierung universeller Katalysatoren erwartet

Einfache Herstellung eines Super-Multi-Element-Katalysators mit homogen 14 Elementen

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: Nanoporöser Super-Multielement-Katalysator – – © Takeshi Fujita, CC BY 3.0) weiterlesen…

Lösung für die Kunststoffknappheit

Neuer Katalysator könnte Versorgung mit einem der wichtigsten Kunststoffe stabilisieren

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 Internetseite der Uni Michigan. Das Ausgangsmaterial, Propylen, wird zur Herstellung des Kunststoffs Polypropylen verwendet – acht Millionen Tonnen pro Jahr. Veröffentlicht unter dem Titel Stabile und selektive Katalysatoren für die Propandehydrierung am thermodynamischen Limit” in Science. (Grafik: Propylen – Formel) weiterlesen…

“Chamäleon-Katalysator” für Hydrierungsreaktionen

Auf dem Weg zu adaptiven katalytischen Systemen

Wasserstoff-Tanklastzug - Foto © Gerhard Hofmann für SolarifyCEC-Forscher entwickelten einen “Chamäleon-Katalysator” für Hydrierungsreaktionen, wie sie am auf der institutseigenen Internetseite und in Nature Chemistry (open access: „Selektivitätskontrolle bei der Hydrierung durch adaptive Katalyse unter Verwendung von Ruthenium-Nanopartikeln auf einem CO2-empfindlichen Träger”) veröffentlichten. weiterlesen…

Wie Katalysatoren altern

Chemische Eigenschaften im Inneren in 3-D extrem genau und schneller als bislang messen

Forschende des schweizerischen Paul-Scherrer-Instituts haben eine neues Tomografie-Verfahren entwickelt, mit dem sie chemische Eigenschaften im Inneren von Katalysator-Materialien in 3-D extrem genau und schneller als bislang messen können. Die Anwendung ist gleichermaßen für Forschung und Industrie wichtig. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden am in Science Advances (Foto: Paul-Scherrer-Institut 2016 – © PSI – psi.ch, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org). weiterlesen…

3x billige Katalysatoren

Chemiker der RUDN Universität fanden Ersatzweg

Chemiker der russischen Universität der Völkerfreundschaft RUDN haben einen neuen Weg zur Synthese von Katalysatoren für die Umwandlung von Ethylalkohol gefunden. Die erhaltenen Materialien sind vielversprechende Katalysatoren für die selektive Umwandlung von Ethanol. Die Ergebnisse der Studie sind in Catalysis Today veröffentlicht worden. Eine andere Gruppe synthetisierte zwei heterometallische Cluster mit fast 100 % Effizienz – mögliche Katalysatoren für Pharmazie, Herstellung von Polymeren und andere Zweige der chemischen Industrie. Eine dritte (internationale) Gruppe hatte bereits im vergangenen Oktober in amorphem Titanoxid einen weiteren Kat-Ersatz gefunden. (Grafik: Katalysator für Umwandlung in Acetaldehyd – © RUDN Universitäteurekalert.org, freie Verwendung) weiterlesen…

Komplizierte chemische Reaktionen auf Katalysator-Nanoteilchen

Chemie mit komplexem Rhythmus

Die meisten industriell hergestellten Chemikalien entstehen mit Hilfe von Katalysatoren. Diese bestehen meist aus winzigen Metall-Nanoteilchen, die auf Trägeroberflächen festgehalten werden. Ähnlich wie ein geschliffener Diamant, dessen Oberfläche aus verschiedenen Facetten besteht, die in unterschiedliche Richtungen orientiert sind, kann auch ein katalytisches Nanoteilchen unterschiedliche Facetten haben – und diese Facetten können unterschiedliche chemische Eigenschaften aufweisen. Komplizierter als gedacht laufen chemische Reaktionen an der Oberfläche von als Katalysatoren verwendeten Nanoteilchen ab – zeigte ein Team der TU Wien in Science – eine Medienmitteilung vom 21.05.2021 (Bild: Nano-Teilchen – © Nandiyanto – Eig. Werk, gemeinfrei, commons.wikimedia.org) weiterlesen…

Industriewerkstoff umweltfreundlich umgesetzt

Wissenschaftler haben Katalysatoren gefunden, die wichtige industrielle Produktion umweltfreundlicher machen

(Meth)acrylatester werden in Beschichtungen und Fassaden sowie für Kunst-, Farb- und Klebstoffe verwendet. Ihr Produktionsprozess ist jedoch mit hohen Temperaturen, langen Reaktionszeiten und giftigen Verbindungen verknüpft. Er kann auch zu unerwünschten Nebenreaktionen führen. Wissenschaftler der Universität Nagoya um Professor Kazuaki Ishihara haben nun eine chemische Reaktion entwickelt, die ohne hohe Temperaturen oder giftige Katalysatoren gute Ausbeuten der Verbindung ergibt. weiterlesen…

Robuste und leistungsfähige molekulare Elektroanode

Verbesserte Wasserspaltung durch Oligomere

Ein internationales Team aus Wissenschaftlern von Forschungsinstituten in Spanien (Institut Catala d’Investigació Quimica, ICIQ) , den Niederlanden, China und Deutschland (Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf) hat ein neues molekulares Material aus Oligomeren entwickelt und charakterisiert. Das Material kann als Katalysator bei der Wasseroxidation genutzt werden und erzielt eine bisher unerreichte Stromdichte bei molekularen Katalysatoren. Die Forscher haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Chemistry publiziert. weiterlesen…

Neue Elektrodenmaterialien für Wasseroxidation

“Eine Frage der Zusammenarbeit”

Durch die elektrochemische Spaltung von Wasser lässt sich grüner Wasserstoff herstellen, der als Treibstoff, als Energiespeicher und für chemische Reaktionen verwendet werden kann. Auf diese Weise kann die Abhängigkeit vom Erdöl eingeschränkt und die Emissionen von Treibhausgasen reduziert werden. Allerdings verbraucht die Elektrolyse von Wasser viel Energie. Vor allem die Oxidationsreaktion zu Sauerstoff an der Anode ist sehr energieintensiv. Um die Wasserspaltung besonders effizient zu gestalten, haben Forscher des in Zusammenarbeit mit Forschern der TU Berlin, der RWTH Aachen und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin neue Elektrodenmaterialien für die Oxidation von Wasser entwickelt. Sie wurden in ChemCatChem veröffentlicht. weiterlesen…