Chemiker entwickeln Edelmetall-Aerogele für die elektrochemische Wasserstoffproduktion

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Die Elektrokatalyse ist eines der am meisten untersuchten Themen auf dem Gebiet der Materialwissenschaften, da sie an vielen wichtigen energiebezogenen Prozessen beteiligt ist, wie z.B.

der Sauerstoffreduktionsreaktion (ORR) für Brennstoffzellen, der Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) für die Produktion von grünem Wasserstoff und der Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) für Metall-Luft-Batterien.

Edelmetall-Aerogele (NMAs) entstehen als eine neue Klasse herausragender Elektrokatalysatoren aufgrund der kombinierten Eigenschaft von Metallen und Aerogelen.

Allerdings sind die erforschten elektrokatalytischen Reaktionen auf NMAs durch die verfügbaren Zusammensetzungen stark eingeschränkt, und bestimmte wichtige elektrochemische Prozesse sind nicht untersucht worden.Alexander von Humboldt-Forschungsstipendiat Ran Du schuf kürzlich in Zusammenarbeit mit Prof.

Wei Jin von der Jiangnan-Universität, China, verschiedene Edelmetall-Aerogelen, die ihr beispielloses Potenzial für verschiedene pH-universelle elektrochemische Katalysen, darunter ORR, HER und elektrochemische Wasserspaltung, offenbaren.

Diese Erkenntnisse erstrecken sich weitgehend auf das Anwendungsgebiet von NMAs für Brennstoffzellen, die Produktion von grünem Wasserstoff und vieles mehr.

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Die Arbeit wurde in der renommierten Zeitschrift Advanced Energy Materials veröffentlicht.Durch die Verwendung eines starken Aussalzungsmittels (d.h.

Ammoniumfluorid [NH4F]) als Initiator zur Auslösung der Gelierung wurde die Zusammensetzung der so erhaltenen Edelmetall-Aerogelen (NMAs) auf verschiedene bi- und trimetallische Systeme ausgedehnt.

In der Folge manipulierten Ran Du und sein Team die chemische Zusammensetzung und erweiterten damit das Anwendungsgebiet der NMAs auf die pH-universelle ORR-Elektrokatalyse, die HER-Elektrokatalyse und die elektrochemische Wasserspaltung.

Bemerkenswert ist, dass das Au-Rh-Aerogel und das Au-Pt-Aerogel eine außergewöhnliche pH-Universalleistung für die HER- bzw.

ORR-Elektrokatalyse zeigten, die beide die kommerzielle Pt/C (Platin auf Kohlenstoff) in breiten pH-Umgebungen erheblich übertreffen.”Weitere Forschungsrichtungen können auf die morphologiekontrollierte NMA-Synthese und die Etablierung der….

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