Die Chemie hat eine elektrisierende Zukunft: Mit der steigenden Verfügbarkeit elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen wird es in der Zukunft möglich sein, viele chemische Prozesse durch elektrischen Strom anzutreiben. Auf diese Weise können auf nachhaltige Weise Produkte oder Brennstoffe erzeugt werden, für deren Erzeugung jetzt noch fossile Rohstoffe eingesetzt werden. Wie diese Elektrokatalysatoren genau funktionieren, ist jedoch noch nicht restlos geklärt. Mit einer neuen Methode von Forschern der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und des Helmholtz-Instituts für Erneuerbare Energien Erlangen-Nürnberg könnte sich das nun ändern.
Fast immer finden elektrisch angetriebene Reaktionen an sogenannten Elektrokatalysatoren statt. Dabei handelt es sich um meistens sehr komplex aufgebaute Materialien, die aus einer Vielzahl von chemischen Komponenten bestehen. Der Elektrokatalysator hat die Aufgabe, die Reaktion möglichst ohne Verluste ablaufen zu lassen, um wenig der aufwendig hergestellten erneuerbaren Energie zu verschwenden. Auf diese Weise können zum Beispiel wichtige Energieträger wie Wasserstoff direkt aus Wasser erzeugt und Klimagase wie Kohlendioxid in wertvolle chemische Grundstoffe verwandelt werden, heißt es in einer Pressemitteilung der Uni. In den meisten Fällen sind die genauen chemischen Abläufe am Elektrokatalysator kaum bekannt. Ein genaueres Verständnis dieser elektrisch angetriebenen Chemie ist aber dringend notwendig: zum einen, um ganz gezielt Katalysatoren für neue Prozesse herzustellen, zum anderen, um die häufig sehr begrenzte Lebensdauer der Katalysatoren zu verbessern.
Die Forscher haben nun eine Methode entwickelt, um in Zukunft elektrokatalytische Reaktionen viel genauer untersuchen zu können.
Nach diesem Durchbruch wird es in der Zukunft mit der gleichen Strategie möglich sein, eine Vielzahl weiterer Katalysatoren zu untersuchen und so ein viel besseres Verständnis der "elektrisierten" Zukunftschemie zu erhalten. red