Skalierbare Synthese von Multi‐Metall‐Elektrokatalysatorpulvern und ‐elektroden und ihre Anwendung für die Sauerstoffentwicklung und Wasserspaltung

Abstract

AbstractMultimetall‐Elektrokatalysatoren bieten nahezu unbegrenzte katalytische Möglichkeiten, die sich aus synergistischen Elementwechselwirkungen ergeben. Wir schlagen eine Polymer/Metallsalz‐Sprühtechnik vor, die leicht angepasst werden kann, um eine große Vielfalt von Multimetall‐Katalysatormaterialien mit unterschiedlicher Zusammensetzung herzustellen. Um dies zu demonstrieren, wurden 11 Katalysatoren synthetisiert, charakterisiert und für die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) untersucht. Weitere Untersuchungen des aktivsten OER‐Katalysators, nämlich CoNiFeMoCr, ergaben eine polykristalline Struktur, und Operando‐Raman‐Messungen deuten darauf hin, dass mehrere aktive Zentren an der Reaktion beteiligt sind. Darüber hinaus wurden auf Ni‐Schaum basierende CoNiFeMoCr‐Elektroden entwickelt und für die Wasserspaltung in Durchflusselektrolysezellen mit Elektrolytspalten und in “zero‐gap” Membran‐Elektroden‐Anordnungen (MEA) eingesetzt. Die alkalischen MEA‐Elektrolyseure erreichten bis zu 3 A cm−2, und 24‐Stunden‐Messungen zeigten keinen Verlust der Stromdichte von 1 A cm−2.