Langlebigere Elektroden für Wasserstoff: Entscheidend ist das Wasser drumherum
Forscher aus Osaka zeigen: Kohleelektroden korrodieren langsamer, wenn die Wassermoleküle um sie herum gut vernetzt sind. Ein passendes Polymer senkt die Korrosion um etwa 51 Prozent.
Symbolbild · Foto: The wub / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Kohleelektroden stecken in Wasserelektrolyseuren für Wasserstoff, in der Chlorherstellung und in Brennstoffzellen – doch sie korrodieren mit der Zeit. Ein Team der Universität Osaka fand heraus, dass die Korrosion zunimmt, wenn das Netz aus Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen an der Elektrode gestört ist. Die Studie erschien am 24. Oktober in der Angewandten Chemie.
Statt den Kohlenstoff selbst zu verändern, passten die Forschenden die Umgebung mit ionenleitenden Polymeren an. Das Polymer Sustainion baute ein stärker vernetztes Wassergerüst auf als Nafion und verringerte die Korrosion um rund 51 Prozent. In einem System zur Chlorherstellung begrenzte eine Kombination beider Polymere den Leistungsverlust nach 500 Zyklen auf 19 Prozent.
„Auch das Wasser unmittelbar um sie herum ist wichtig“, sagt Studienleiter Yu Katayama. Der Ansatz zeige, dass man die Umgebung einer Elektrode gestalten müsse, nicht nur das Material.