Energieumwandlung Herausforderungen bei der Entwicklung von Elektrokatalysatoren
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.
