Weißes Graphen als Katalysator nutzbar

Tomsk (pte002/24.04.2019/06:05) - Weißes Graphen, wie zweidimensionales Bornitrid manchmal genannt wird, lässt sich zu einem hochwirksamen Katalysator für die Spaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff umfunktionieren. Das Kunststück ist Forschern an der Polytechnischen Universität Tomsk http://tpu.ru/en gelungen. Dass Team um Raul Rodriguez hat in die Folie, die von sechseckig angeordneten Bornitrid-Molekülen gebildet wird, Nanopartikel aus Nickel integriert. Dieses Material hat die Eigenschaft, als Katalysator zu wirken.

Nanopartikel gegen Nanodefekte

Die Schwierigkeit bestand für die Experten darin, die Nickel-Partikel zu platzieren, ohne die hexagonale Bornitrid-Anordnung zu zerstören. Sie nutzten die natürlich vorhandenen Nanodefekte im weißen Graphen aus, ohne deren Zahl zu erhöhen. Diese Katalysatoren sind genauso effektiv wie jene aus Edelmetallen wie Gold oder Palladium, jedoch weitaus billiger. "Das ist ein vielversprechender Ansatz für die Herstellung des umweltfreundlichen Energieträgers Wasserstoff", sagt Rodriguez.

Weißes Graphen hat die gleiche Struktur wie Graphen, ist jedoch weiß. Es hält hohe Temperaturen aus, ist extrem hart und widersteht den meisten Chemikalien. Es wird als Beschichtung für Schneid- und Schleifwerkzeuge genutzt, weil es sehr hart ist. Es leitet Wärme sehr gut und wird auch als Halbleitermaterial genutzt. Jetzt kommen katalytische Fähigkeiten hinzu.

Eigenschaften gezielt veränderbar

Laut Rodriguez hat es viele Versuche gegeben, Bornitrid zum Katalysator umzufunktionieren. Stets setzten die Entwickler starke Chemikalien ein, die das Material nicht nur zerstörten, sondern auch dessen katalytische Eigenschaften veränderten. "Untersuchungen haben gezeigt, dass wir homogene und widerstandsfähige Folien herstellen können, die sich von der Unterlage, auf der sie gewachsen sind, entfernen und separat einsetzen lassen." Die Methode lasse sich universal nutzen, um anderen Materialien bestimmte Funktionen zu verleihen.

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