NewHydrogen, Inc. berichtete über die Fortschritte bei der Entwicklung seines Oxygen Evolution Reaction (OER)-Katalysators für Protonenaustauschmembran-Elektrolyseure (PEM). Zuvor hatte das Unternehmen auch über die Fortschritte bei seinem einatomigen Wasserstoff-Evolutionskatalysator (HER) berichtet, der kein Platin verwendet. Grüner Wasserstoff ist ein vielseitiger Brennstoff und ein Speichermaterial mit erheblichen Umweltvorteilen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen.

Der Hydrogen Shot des US-Energieministeriums und die Clean Hydrogen Alliance der Europäischen Union sowie der REPowerEU-Plan gehören zu den vielen Initiativen auf der ganzen Welt, die sich ehrgeizige Ziele für grünen Wasserstoff als nachhaltigen Kraftstoff für den Verkehr, zur Stromerzeugung und zur Wärmeerzeugung für Haushalte setzen. Das Ziel der von NewHydrogen geförderten Forschung an der UCLA ist es, die Kosten für grünen Wasserstoff zu senken, indem die Verwendung von Edelmetallen in Elektrolyseuren eliminiert oder drastisch reduziert wird. Elektrolyseure sind derzeit auf seltene Materialien wie Iridium und Platin angewiesen.

Diese Materialien machen oft einen erheblichen Teil der Kosten für Elektrolyseure aus. Im Jahr 2021 entwickelten die UCLA-Forscher einen Katalysator auf der Basis von Nicht-Edelmetallen, der die OER unter sauren Bedingungen für PEM-Elektrolyseure deutlich verbesserte. Die katalytische Leistung wurde dann durch Modifizierung der Materialstruktur des Katalysators weiter verbessert.

Die laufende Forschung zielt darauf ab, die optimalen Modifizierungsmethoden zu identifizieren und die spezifischen Ursachen für die Verbesserungen zu verstehen. Eine eingehende Analyse der katalytischen Materialien vor und nach der strukturellen Modifikation bietet einen Weg zu weiteren Verbesserungen in der Zukunft. Kürzlich wurden Katalysatorproben vor und nach der Strukturmodifikation in einem nationalen Labor Synchrotron-Tests unterzogen.

Die XANES-Analyse lieferte plausible Erklärungen für die beobachtete deutliche Verbesserung der katalytischen Leistung. Ein wichtiger Aspekt war, dass die dotierten Elemente in der modifizierten Struktur des Katalysators auf eine bestimmte Art und Weise positioniert waren, die mit den verbesserten Materialeigenschaften in Verbindung steht und daher als der wahrscheinlichste Grund für die überlegene OER-Leistung angesehen wird.