Laut Ruhr-Universität Bochum (RUB) ist ein entscheidender Schritt in Richtung kostengünstiger regenerativer Brennstoffzellen und wiederaufladbarer Metall-Luft-Batterien gelungen. RUB-Chemiker haben einen neuen Katalysator auf Kohlenstoffbasis entwickelt, der 2 gegensätzliche Funktionen bzw. Reaktionen fördern kann: die Elektrolyse von Wasser (Wasser unter Zufuhr von Energie in Wasserstoff und Sauerstoff spalten) und die Verbrennung von Wasserstoff mit Sauerstoff zur Stromerzeugung. Mithilfe eines solchen Katalysators könnte bspw. Wind- oder Solarenergie gespeichert oder günstigere Akkus für Elektroautos produziert werden.
Bisher wurden für solche Zwecke Katalysatoren auf Edelmetall-Basius verwendet, die jeweils nur eine und nicht beide Reaktionen durchführen können. Der neue bifunktionale Katalysator besteht aus Manganoxid- oder Cobaltoxid-Nanopartikeln, die in speziell modifiziertem Kohlenstoff eingeschlossen sind, in den die Forscher an bestimmten Positionen Stickstoffatome einbauten, soll neben seiner Elektrolyse-Funktion einfach zur Brennstoffzelle umgepolt werden können – und somit zwei Funktionen in einem Katalysator vereinen. Ein weiterer, entscheidender Vorteil: Die Produktion solcher bifunktionaler Katalysatoren auf Kohlenstoff-Basis sei im Vergleich zu Katalysatoren auf Basis von Edelmetallen sehr günstig. „Die Methode ist bestechend einfach“, sagt Prof. Dr. Martin Muhler von der Fakultät für Chemie und Biochemie. So könne man Nanoröhren aus Kohlenstoff durch den Einsatz von Wärme und Sauerstoff quasi aufschneiden und die darin eingeschlossenen Katalysatorpartikel nutzbar machen.
Der Forschungsbericht ist in der „International Edition“ der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ erschienen.