Materialwissenschaft Mechanismus von Cobalt-Mangan-Katalysatoren entschlüsselt
Der Energieträger Wasserstoff kann durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen werden. Besonders gut funktioniert das mit Mangan-haltigen Cobalt-Spinell-Katalysatoren. Warum war allerdings bislang unklar.
Herkömmliche Katalysatoren für die Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse beinhalten in der Regel Edelmetalle und sind teuer. Mittlerweile sind aber auch günstigere Alternativen bekannt, zum Beispiel Cobalt-Mangan-Katalysatoren. Sie haben eine hohe Aktivität und sind über lange Zeit stabil. Entscheidend dafür ist der Mangan-Anteil. Warum das so ist, war lange unklar. Den Mechanismus haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum, der Max-Planck-Institute für Nachhaltige Materialien und für Chemische Energiekonversion, des Forschungszentrums Jülich und der Universität Duisburg-Essen entschlüsselt. Sie berichten über die Ergebnisse in der Zeitschrift Advanced Energy Materials vom 7. Oktober 2024.
Die Gruppe zeigte, dass das Mangan sich während der Reaktion aus der Oberfläche löst und dann wieder an diese anlagert. „Es ist wie ein Passagier im Bus, der immer wieder ein- und aussteigt“, veranschaulicht Tong Li, Leiterin der Atomic-Scale Characterisation an der Ruhr-Universität.
