Berlin, 29. Mai 2025 – Eine internationale Forschergruppe unter Leitung von HZB-Chemikerin Michelle Browne hat einen Durchbruch bei der Entwicklung kostengünstiger Katalysatoren für die Produktion von grünem Wasserstoff erzielt. Die Studie, veröffentlicht in Advanced Functional Materials, zeigt, wie MXene – blätterteigartige Strukturen aus Kohlenstoff und Übergangsmetallen – die Sauerstoffentwicklungsreaktion in der Elektrolyse effizienter machen.
Grüner Wasserstoff gilt als Schlüssel für ein nachhaltiges Energiesystem, doch die träge Sauerstoffentwicklungsreaktion erfordert teure Edelmetall-Katalysatoren. Das Team nutzte Vanadiumcarbid-MXene, teils mit Fehlstellen, um Kobalt-Eisen-Partikel einzubetten. Tests im Labor und an einem größeren Elektrolyseur bewiesen: Die katalytische Wirkung steigt deutlich, besonders bei MXenen mit Vanadiumvakanzen. Röntgenabsorptionsspektroskopie an der Synchrotronquelle SOLEIL lieferte Einblicke in die Reaktionsdynamik.
Die Ergebnisse, entstanden in Kooperation mit der Linköping University, zeigen das Potenzial von MXenen als Trägermaterial für preiswerte, effiziente Katalysatoren. Die Industrie könnte davon profitieren, um grünen Wasserstoff wirtschaftlich und nachhaltig zu erzeugen.
Originalpublikation:
Advanced functional materials (2025): Enhancing CoFe Catalysts with V2CTX MXene-Derived Materials for Anion Exchange Membrane Electrolyzers
Can Kaplan, Karuppasamy Dharmaraj, Thorsten Schultz, Leiqiang Qin, Ningjun Chen, Danielle A. Douglas-Henry, Bastian Schmiedecke, Merve Buldu-Akturk, Axel Zuber, Iris Dorbandt, Maximilian Reinhardt, Yael Rodriguez-Ayllon, Yan Lu, Valeria Nicolosi, Norbert Koch, Johanna Rosen, Michelle P. Browne
DOI: 10.1002/adfm.202503842
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