Vergröberungsprozess von Platin-Nanoteilchen unter Beobachtung.
Toyota
Toyota kann laut Angaben einen wichtigen Durchbruch in der Brennstoffzellenforschung vermelden, der zu effizienteren und haltbareren Brennstoffzellen führen könnte. Wissenschaftler des Autobauers und des Japan Fine Ceramics Center (JFCC) haben eine neue Beobachtungstechnik entwickelt, die es den Forschern erlaubt, das Verhalten von Platinpartikeln in Nanometer-Größe bei chemischen Reaktionen in der Brennstoffzelle zu überwachen.
Die Stromerzeugung in einer Brennstoffzelle beruht auf einer chemischen Reaktion zwischen dem Luftsauerstoff und dem Wasserstoff aus dem Fahrzeugtank. Dabei wird Platin als Katalysator benötigt, um diese Reaktion stabil zu gestalten. In Dauerhaltbarkeitstests zeigte sich jedoch, dass die Leistung einzelner Zellen nachlassen kann, erklären die Spezialisten bei Toyota. Als Grund dafür sei eine verringerte Reaktionsfähigkeit des Platin-Materials identifiziert worden, die dadurch entstehe, dass sich die einzelnen Platin-Teilchen zu immer größeren Strukturen verbinden. Dadurch werde die chemisch wirksame Oberfläche mit der Zeit immer kleiner.
Die sogenannte Vergröberung der Platin-Nanoteilchen konnte bisher nur durch einen Vorher-Nachher-Vergleich festgestellt werden. Ohne Einblicke in den Prozess, der zu dieser Vergröberung führte, konnten nur Vermutungen zu den Ursachen angestellt werden.
Punkte auf dem Karbonträgermaterial entdecken
Die neue Beobachtungsmethode der Wissenschaftler hingegen soll dabei helfen können, Punkte auf dem Karbonträgermaterial zu entdecken, an denen sich das Platin zusammenschließt, und auch die jeweilige Stromabgabe während des Vergröberungsprozesses zu identifizieren. Die neue Methode kann auch dazu beitragen, betonen die Forscher, die unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Trägermaterialien zu analysieren. Ziel sei es, aus den Beobachtungen Maßnahmen abzuleiten, die zur Verbesserung von Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit des Katalysatormaterials und damit der Brennstoffzelle selbst führen.