Neue Katalysatorklasse für Brennstoffzellen

Wasserstoff-Brennstoffzellen gelten als Automobil-Antrieb der Zukunft, kranken bisher allerdings noch an mangelnder Konkurrenzfähigkeit. An der University of Houston (Texas, USA) hat ein Team um Peter Strasser eine neue Klasse von Elektrokatalysatoren entwickelt, die helfen könnte, die Leistung von Brennstoffzellen zu erhöhen. Bislang wurde für die katalytisch wirkende Elektrode für die Sauerstoff-Teilreaktion in einer Brennstoffzelle reines Platin als Katalysator verwendet. Nun haben Strasser und sein Team ein neues Material entwickelt: Eine Legierung aus Platin, Kupfer und Cobalt, die in Form von Nanopartikeln auf Trägern aus Kohlenstoff aufgebracht ist. Die eigentliche katalytisch aktive Phase entsteht erst in situ: Wird eine zyklisch wechselnde Spannung an die Elektrode angelegt, lösen sich an der Oberfläche der Nanopartikel selektiv die weniger edlen Metallatome, vor allem Kupfer, aus der Legierung heraus. So entstehen Nanopartikel mit einem Kern aus der ursprünglichen kupferreichen Legierung und einer fast nur Platin enthaltenden Schale. Die sauerstoffreduzierende Aktivität des neuen elektrokatalytischen Nanomaterials ist bisher unerreicht - etwa vier- bis fünfmal höher als beim reinen Platin. Zudem konnte gezeigt werden, wie man dieses Material in einer richtigen Brennstoffzelle in situ einsetzt und aktiviert.