Effizienz der Wasserelektrolyse verdoppelt

Effizienz der Wasserelektrolyse verdoppelt

10.03.2016
© RUB, Kramer
Wolfgang Schuhmann entwickelt mit seinem Team neue Elektroden, zum Beispiel für die Wasserstoffproduktion.

Die Wasserelektrolyse hat sich als Verfahren für die Produktion von Wasserstoff bislang nicht durchgesetzt. Zu viel Energie geht in dem Prozess verloren.

Kupferschicht steigert Aktivität von Platinelektroden

Bisher wird Wasserstoff überwiegend aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Dabei wird eine hohe Menge CO2 freigesetzt. „Es wäre ein großer Schritt in Richtung klimaschonender Energieumwandlung, wenn wir Wasserstoff stattdessen mittels Elektrolyse gewinnen würden“, sagt Wolfgang Schuhmann vom Zentrum für Elektrochemie der RUB. „Dafür könnten wir den Überschussstrom zum Beispiel aus der Windkraft nutzen.“

Bislang sind die Elektroden für die Elektrolyse aber nicht leistungsstark genug; daher lohnt sich eine großflächige Anwendung nicht. Forscher der RUB, TU München und Universität Leiden haben die Effizienz des Verfahrens nun verdoppelt, wie sie in der Zeitschrift Nature Communications berichten.

Elektroden für die Wasserelektrolyse enthalten üblicherweise Platin als Katalysator, um die Umsetzung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff zu beschleunigen. Das Team brachte eine dünne Kupferschicht unter der obersten Lage der Platinatome ein. Dadurch hafteten die Zwischenprodukte der Reaktion etwas weniger stark an der Elektrode – und das reichte aus, um die Effizienz zu verdoppeln. Ein nützlicher Nebeneffekt: Mit der Kupferschicht waren die Elektroden auch langlebiger.

Originalveröffentlichung

J. Tymoczko, F. Calle-Vallejo, W. Schuhmann, A. S. Bandarenka (2016): Making the hydrogen evolution reaction in polymer electrolyte membrane electrolyzers even faster, Nature Communications, DOI: 10.1038/NCOMMS10990

Text: Julia Weiler

http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2016/pm00033.html.de

Weitere Informationen

Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann, Analytische Chemie, Zentrum für Elektrochemie, Fakultät für Chemie und Biochemie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel.: 0234 32 26200 wolfgang.schuhmann@rub.de