Fortschritte in der Wasserstoffenergie: Wissenschaftler*innen machen Schlüsselentdeckungen bei effizientem Wasserspaltmaterial
Wissenschaftler*innen aus der Abteilung Anorganische Chemie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft und dem Helmholtz-Zentrum Berlin haben bedeutende Fortschritte im Bereich der erneuerbaren Energien erzielt und ihre Ergebnisse in Catalysis Science & Technology veröffentlicht. Ihr Artikel, der auf der Rückseite des Journals hervorgehoben und mit „Thermal Synthesis of Electron Deficient Oxygen Species on Crystalline IrO2" betitelt ist, präsentiert neue Einblicke in die Materialien für die Wasserspaltung, einen kritischen Prozess in der Wasserstoffwirtschaft.
Die Technologie der Wasserspaltung, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, ist ein Eckpfeiler der erneuerbaren Energie. Allerdings war die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER), ein Schlüsselschritt in diesem Prozess, notorisch langsam und behinderte die Effizienz der Wasserspaltung. Die Forschung des Teams konzentriert sich auf Iridium-basierte Oxide, insbesondere kristallines IrO2, bekannt für ihr Potenzial, die OER unter sauren Bedingungen aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus Aktivität und Stabilität zu verbessern.
Die Studie konzentriert sich auf elektronendefizitäre Sauerstoffspezies O(I−) auf kristallinem IrO2, von denen bekannt ist, dass sie zu einer erhöhten OER-Aktivität führen. Früher war es schwierig, hohe Niveaus von O(I−) zu erreichen, ohne die Stabilität des Materials durch die Auflösung von Iridium zu beeinträchtigen. Der Durchbruch gelang, als die Wissenschaftler*innen demonstrierten, dass diese wichtigen O(I−)-Spezies auf IrO2 durch milde thermische Oxidation gebildet werden konnten, was bisheriges Wissen herausforderte, indem gezeigt wurde, dass das Vorhandensein von O(I−) nicht notwendigerweise die schädliche Bildung von instabilen Ir(III)-Spezies erfordert.
Diese Entdeckung öffnet die Tür zur Entwicklung effizienterer Elektrokatalysatoren für die Wasserspaltung und bringt uns einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft näher. Indem kontrollierte Bedingungen zur Vorbereitung von O(I−) genutzt werden, bietet die Studie einen vielversprechenden Weg, das volle Potenzial von Ir-basierten Materialien für die nachhaltige Wasserstoffproduktion zu erschließen.
Das Fritz-Haber-Institut ist stolz darauf, zum globalen Bemühen um erneuerbare Energielösungen beizutragen. Diese Forschung erweitert nicht nur unser Verständnis der Materialwissenschaft, sondern markiert auch einen bedeutenden Schritt vorwärts auf unserer Reise zu einer grüneren Zukunft.
