Elektrokatalyse

Die Elektrokatalyse ist ein Teilgebiet der heterogenen Katalyse, durch die die Aktivierungsenergie elektrochemischer Reaktion gesenkt wird. Sie gestattet in elektrochemischen Vorgängen hohe Ströme bei geringen Überspannungen. Bekannte Elektrokatalysatoren sind Platin und seine Metall-Legierungen, etwa für die Verwendung in Brennstoffzellen.

Brennstoffzelle

Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle weist folgende Halbreaktionen auf:

Anode:

$\mathrm{2\ H_2 \to 4\ H^+ + 4\ e^-}$
Oxidation / Elektronenabgabe

Kathode:

$\mathrm{O_2 + 4\ H^+ + 4\ e^- \to 2\ H_2O}$
Reduktion / Elektronenaufnahme

Gesamtreaktion:

$\mathrm{2\ H_2 + O_2 \to 2\ H_2O}$
Redoxreaktion / Zellreaktion

Theoretisch kann eine solche Brennstoffzelle bei 25 °C einen Wirkungsgrad von 83% aufweisen. Im Vergleich dazu weist eine Verbrennungsmaschine, die bei 500 °C betrieben wird, nur einen Wirkungsgrad von 53% auf.^[1] Die erzielten Wirkungsgrade bei der Erzeugung von elektrischer Energie mittels einer Brennstoffzelle sind zwar in der Praxis höher als die von Verbrennungsmotoren, der theoretisch mögliche Wirkungsgrad wird allerdings nicht erreicht. Der Wirkungsgrad wird aber durch den Einsatz eines Elektrokatalysators verbessert.

Einzelnachweise

1. ↑ Fuel Cells: Fuel Cell Efficiency

Weblinks

• Trendbericht Physikalische Chemie 2008: Elektrokatalyse
• Elektrokatalyse, ein Schlüssel zur Verbesserung elektrochemischer Energiewandler, von Katharina Krischer