Fiksering af pulverkatalysatorer på elektroder

Kemikere ved Ruhr-Universität Bochum har udviklet en ny metode til tæt fiksering af katalysatorpulvere på elektrodeoverflader. I øjeblikket, den høje fysiske belastning induceret på katalysatorfilm af gasudviklende reaktioner hæmmer anvendelsen af ​​pulverbaserede katalysatorer. Den udviklede teknik er potentielt interessant til brintproduktion ved vandelektrolyse. Et team, der involverer Dr. Corina Andronescu, Stefan Barwe og prof dr. Wolfgang Schuhmann fra Center for Elektrokemiske Videnskaber rapporterer om dette i den internationale udgave af Angewandte Chemie .

"Katalysatorsynteser sigter ofte efter nanopartikler for at opnå et højt overfladeareal, " forklarer Wolfgang Schuhmann. Men, stram og stabil fiksering af nanopulvere på elektroder er stadig udfordrende. Egnede katalysatorbindemidler findes til elektroder anvendt i sure medier. Sådanne bindemidler anvendes ofte i alkaliske miljøer på grund af manglen på egnede alternativer. Imidlertid, en stor ulempe ved at bruge disse bindemiddelmaterialer i alkaliske elektrolytter er, at de i sig selv er ustabile og elektrisk isolerende, således i det væsentlige hindre anvendelsen af ​​mange meget aktive og potentielt industrielt interessante pulverkatalysatorer.

Polymer omdannes til kulstof

Holdet fra Bochum foreslår en ny metode til tæt pulverkatalysatorfiksering på metaloverflader. De brugte en specifik organisk polymer, nemlig polybenzoxazin, som omdannes til kulstof ved temperaturer omkring 500 grader Celsius. Polymeren blev påført sammen med pulverkatalysatoren på overfladen af ​​en nikkelelektrode og efterfølgende opvarmet ved høje temperaturer. Ved termisk behandling, polymeren omdannet til en kulstofmatrix, der indlejrer pulverkatalysatorpartiklerne.

Det særprægede var valget af den anvendte polymer. Polybenzoxaziner er meget termisk stabile og udviser næsten nul krympning ved højere temperaturer. I mangel af ilt, de karbonerer, hvilket giver høje rester af forkulning.

Let at producere

"Vi forventer, at den præsenterede metode også kan være anvendelig i industriel skala, selvom dette endnu ikke er valideret. Imidlertid, de nødvendige procedurer er allerede veletablerede, " siger Schuhmann. I princippet det er den samme teknik som at male døren på en bil. "En blanding af katalysator og polymer kunne sprøjtes på en elektrodeoverflade, som derefter overføres til en ovn, " siger videnskabsmanden. Holdet ved Center for Elektrokemiske Videnskaber har allerede testet dette i laboratorieskala.