Die Ausgangsbasis für ihren neuen Super-Katalysator fanden die Forschenden in einem bereits existierenden Modell mit einem Rhenium-Atom als Kern. Dieses Atom ist in einem bestimmten Abstand von Kationen und anderen Teilchen umgeben. Die geniale Entdeckung der Wissenschaftler ist, dass der Abstand der Kationen zum Kern die Effizienz des Katalysators signifikant verändert. Sie entwickelten drei verschiedene Versionen, wobei sie unterschiedliche Abstände der Kationen zum Kern ausprobierten. Beim optimalen Abstand hatte sich die katalytische Aktivität um das 800-fache gesteigert.
Bis zu 800-mal mehr katalytische Aktivität durch Rhenium
Meilenstein für zukünftige Katalysatoren
Um aus CO2 Treibstoffe wie Ethanol und Methanol zu gewinnen, wird die CO2-Elektrolyse schon länger erforscht. Die Herausforderung dabei war bisher, einen Katalysator zu finden, der schnell und effizient genug arbeitet, um tauglich für die Massenproduktion zu sein. Zu diesem Zwecken haben Forschende verschiedene Materialien ausprobiert. Jedoch musste man stets sehr viel Energie aufwenden, um die Reaktion in Gang zu setzen, was vor allem bei einer größeren Produktion eine wirtschaftliche Einschränkung bedeutet. Umso zuversichtlicher ist Gerald Manbeck, einer der Wissenschaftler. Weil der neue Katalysator viel weniger Energie braucht als bisherige Modelle und außerordentlich gut performt, könnte er laut Manbeck das Design zukünftiger Katalysatoren prägen.
Weiterentwicklung für die Massenproduktion
Das Forschungsteam plant, seinen Super-Katalysator noch weiterzuentwickeln. So sollen künftig Lichtabsorber auf Halbleiterbasis zusätzlichen Strom liefern, um die katalytische Reaktion in Gang zu setzen. Das würde die für die Reaktion benötigte Energie noch weiter verringern. Wir finden das sehr spannend! Auf jeden Fall werden wir diesen Super-Katalysator weiterhin auf seinem Weg in die Massenproduktion begleiten. Wie auch immer die Reise weitergeht, Rhenium ist auf jeden Fall mit dabei.