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Inhalt archiviert am 2024-06-18
Optimization of Water-Gas-Shift catalysts: a fundamental and mechanistic approach

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Effizientere Elektroautos? Ja, bitte!

Wasserstoff und Brennstoffzellen, in denen aus Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugt wird, sind exzellente Kandidaten für eine umweltfreundliche Energieerzeugung. Wasserstoff wird jedoch hauptsächlich durch Reformierung von Rohöl, Kohle, Erdgas oder Biomasse hergestellt und dieser Prozess zieht hohe Kohlenstoffmonoxidgehalte (CO) nach sich, die der Brennstoffzellenleistung abträglich sind.

Die Wassergas-Shift-Reaktion (WGS) ist von entscheidender Bedeutung für die Herstellung von gereinigtem bzw. reinem Wasserstoff, da konventionelle WGS-Katalysatoren oder Substanzen, die die Reaktion beschleunigen, ohne durch sie verändert zu werden, nicht für mobile Brennstoffzellenanwendungen geeignet sind. Cerium (Ce) ist ein metallisches chemisches Element, das vielversprechend als eine Komponente einer neuen Generation von WGS-Nanokatalysatoren erscheint. Die Charakterisierung seiner Rolle innerhalb des komplizierten WGS-Reaktionsmechanismus war jedoch, obgleich dazu ausgiebige Untersuchungen angestellt wurden, eine echte Herausforderung. Folglich ging das Nanowgs-Projekt ("Optimization of water-gas-shift catalysts: a fundamental and mechanistic approach") an den Start, um die aktive Phase der WGS-Reaktion zu identifizieren sowie aktive Typen und Zwischenprodukte zur Entwicklung einer verbesserten Generation von WGS-Katalysatoren zu charakterisieren. Bislang konnten die Forscher die Rolle spezieller Verbindungen auf Ceroxidbasis in dem Reaktionsmechanismus ermitteln. Insbesondere die Korrelation zwischen der Reduzierbarkeit der Ceroxidtypen (CeOx) und der Katalysatorleistung wies auf die Bedeutung sowohl der Metallphase als auch des Metalloxidträgers im Reaktionsmechanismus hin. So hatte die Endphase des Nanowgs-Projekts das Ziel, die Wechselwirkung zwischen Metall und Träger zu optimieren, um eine noch bessere Generation von WGS-Katalysatoren vorzubereiten, zu charakterisieren und zu testen. Die Resultate könnten uns der Herstellung von gereinigtem Wasserstoff wieder einen Schritt näher bringen - und genau diese Technik könnte es sein, die Ihr nächstes Elektroauto zum Fahren bringt.

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