Applied Sciences

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Selbstheilende Elektrokatalysatorfilme - Langzeitstabile Elektrodenbeschichtung mit Katalysatorpulvern

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Ref.-Nr. 5194

An der Ruhr-Universität Bochum wurde eine Methode entwickelt, mit dem die Beschichtung von Elektrodenoberflächen mit pulverförmigen Katalysatoren insbesondere während einer Elektrolyse in einer langzeitstabilen Form ermöglicht wird. Aufgrund der Beschichtung der Elektrodenoberfläche mit katalytisch aktivem Material ist eine deutliche Verringerung der benötigten Spannung zu erwarten. Die in operando Beschichtung sorgt dafür, dass zusätzliche Verfahrensschritte zur Aufbringung von Katalysatoren entfallen.

Keywords: Katalysator, Film, Elektroden, Oberfläche, Catalyst, foil, electrode, Surface

Herkömmliche Verfahren zur Beschichtung von Elektrodenober-flächen bedienen sich hauptsächlich der Erzeugung kompakter und dünner Katalysatorfilme durch physikalische Methoden wie chemische Gas­phasen­abscheidung, Atomlagen­ab­scheidung oder Sputtern, wodurch die Anzahl an möglichen Katalysatoren reduziert wird. Pulverförmige Katalysatoren, die den Vorteil eines optimiterten Designs in Struktur, Partikelform oder -größe bieten, bedürfen bisweilen die Einbettung in einen Binder, meist organische Polymere, um auf Elektroden zu haften. Dies widerum kann die Eigenschaften des Katalysators negativ beeinflussen. Des Weiteren führt eine mögliche Passivierung durch Korrosion oder Verunreinigungen an der Elektrode zu einer Abnahme der katalytischen Aktivität, was letztendlich einen Austausch der Elektrode erfordert.

Die Erfindung sieht vor, die Beschichtung einer Elektrode mittels Katalysatorpulver aus einer Suspension während des Elektrolysebetriebs durchzuführen, wobei der Katalysatorfilm eine selbstheilende und somit langzeitstabile Funktion vorweist, welche stets für eine gleichbleibende katalytische Aktivität der Elektrode sorgt und somit kostenintensive Wartungsarbeiten minimiert. Außerdem wird bei der Beschichtung der Elektroden mit Pulverkatalysatoren auf den Einsatz von Bindemitteln verzichtet und zusätzliche Verfahrensschritte zur Modifizierung der Beschichtung entfallen.

Kommerzielle Anwendung

Das Verfahren zur Elektrodenbeschichtung eines Katalysatorpulvers kann bei jeder Art von Elektrokatalyse angewendet werden, insbesondere herauszustellen wären die Chloralkali- und Wasserelektrolyse aber auch andere Anwendungen, bei denen Elektroden mit Pulverkatalysatoren beschichtet werden müssen, würden von der innovativen Beschichtungsmethode profitieren.

Potenzielle Anwendungsgebiete

  • Chloralkalielektrolyse
  • Wasserelektrolyse
  • Elektrokatalyse

Vorteile

  • Selbstheilender Katalysatorfilm
  • Langzeitstabile Elektrolyseelektrode
  • Beschichtung im laufenden Betrieb
  • Keine Passivierung durch Verunreinigungen
  • Keine Bindemittel nötig
  • Verringerung der notwendigen Spannung

Aktueller Stand

Die Erfindung wurde zum Patent angemeldet. Gern informieren wir Sie über den Verfahrensstand. Im Namen der Ruhr-Universität Bochum bietet PROvendis interessierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung und der Patentanmeldung an.


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