Brennstoffzellen – etwa in wasserstoffbetriebenen Autos, Kraftwerken oder mobilen Ladegeräten – erzeugen Strom aus der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser ($2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$). Der dafür benötigte Katalysator beschleunigt diese Reaktion und besteht bislang typischerweise aus Platin, das fast so teuer wie Gold ist. Ein Forschungsteam der Southern Federal University hat nun gemeinsam mit Kollegen von Skoltech (Teil der VEB.RF-Gruppe), dem Institut für Katalyse der Sibirischen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften und der Bauman Moskauer Staatlichen Technischen Universität einen Weg gefunden, diese Schlüsselkomponente sowohl günstiger als auch leistungsfähiger zu machen. Die Wissenschaftler entwickelten einen Katalysator aus einer Legierung aus fünf Metallen, der seine Aktivität selbst nach 10.000 Betriebszyklen vollständig beibehält. Damit übertrifft der neue Werkstoff viele konventionelle Katalysatoren, deren Aktivität unter den aggressiven Betriebsbedingungen in Brennstoffzellen mit der Zeit deutlich nachlässt. Die Kombination mehrerer Metalle senkt den Anteil des teuren Platins und verbessert zugleich Stabilität und katalytische Leistung – ein wichtiger Schritt Richtung günstigerer und langlebigerer Brennstoffzellentechnologie.
Hintergrund: Multimetall-Legierungen, häufig als Hochentropie-Legierungen bezeichnet, sind ein aktueller Forschungstrend der Elektrokatalyse: Legierungspartner wie Nickel, Cobalt oder Kupfer verändern die elektronische Struktur der Platinoberfläche, wodurch sowohl Aktivität als auch Haltbarkeit steigen können.
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