Berlin, 29. Mai 2025 – Eine internationale Forschergruppe unter Leitung von HZB-Chemikerin Michelle Browne hat in einer Studie, veröffentlicht in Advanced Functional Materials, einen effizienten, kostengünstigen Katalysator für die Sauerstoffentwicklungsreaktion bei der grünen Wasserstoffproduktion entwickelt. Grüner Wasserstoff, ein zentraler Baustein für künftige Energiesysteme, benötigt Katalysatoren, um die Elektrolyse von Wasser zu beschleunigen. Bisherige Lösungen nutzen teure Edelmetalle, doch das Team setzt auf MXene – blätterteigartige Strukturen aus Kohlenstoff und Übergangsmetallen.
Erstautor Can Kaplan synthetisierte an der Linköping University zwei Vanadiumcarbid-MXene-Varianten, eine davon mit Vanadium-Fehlstellen für eine größere innere Oberfläche. Im HZB-Labor bettete er Kobalt-Eisen-Partikel in die MXene ein, was deren katalytische Wirkung erheblich steigerte – besonders bei der Variante mit Fehlstellen. Rasterelektronenmikroskopie bestätigte die strukturellen Veränderungen, und Tests in Laborelektrolyseuren sowie an der Synchrotronquelle SOLEIL zeigten die hohe Effizienz.
Die Ergebnisse deuten auf ein großes Potenzial von MXenen als Trägermaterial für Katalysatoren hin, die aus reichlich verfügbaren Elementen bestehen. Die Industrie könnte davon profitieren, um grünen Wasserstoff kostengünstig und effizient zu erzeugen.
