Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Für seine Herstellung werden Katalysatoren benötigt, die teils extremen Bedingungen ausgesetzt sind. Bisherige Elektrokatalysatoren halten das meist nicht lange aus – neue Materialien werden benötigt, die sowohl leistungsstark als auch langlebig sind, und idealerweise keine teuren und knappen Elemente enthalten.
Um sie gezielt zu suchen, bündeln die Professoren Jan Rossmeisl von der dänischen Universität Kopenhagen, Alfred Ludwig von der Ruhr-Universität Bochum, Karl Mayrhofer vom Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg und Prof. Dr. Matthias Arenz von der schweizerischen Universität Bern ihre Expertise im Projekt DEMI, das im Rahmen des ERC Synergy Grants mit 10 Millionen Euro gefördert wird.
Prof. Dr. Karl J. J. Mayrhofer ist Direktor am Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg (HI ERN) und Professor der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Copyright: Georg Pöhlein)
Stecknadel im Heuhaufen
„Unser datengetriebener, vernetzender Ansatz wird Katalysatoren stabiler und leistungsfähiger machen. Ziel ist es, sowohl die Wasserelektrolyse als auch den Betrieb von Brennstoffzellen effizienter zu gestalten“, erklärt Karl Mayrhofer vom HI ERN und der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg.
Besonders vielversprechend sind Materialien, die aus fünf oder mehr Elementen bestehen. Gesucht wird damit praktisch die „Stecknadel im Heuhaufen“, denn es gibt eine schier unendliche Zahl möglicher Verbindungen. Mithilfe eines einzigartigen evolutionären Ansatzes werden Tausende aussichtsreiche Kombinationen zunächst berechnet und anschließend gleichzeitig getestet. Die besten Materialien, die sich bewähren konnten, werden anschließend in die Anwendung überführt.
Quelle: Forschungszentrum Jülich
