Toyota Durchbruch in Brennstoffzellen-Forschung

Toyota erforscht Ursachen für Nachlassen der Katalysatortätigkeit
Toyota erforscht Ursachen für Nachlassen der Katalysatortätigkeit.

In der Brennstoffzellen-Forschung ist Toyota ein wichtiger Durchbruch gelungen, der zu haltbareren Brennstoffzellen führen könnte.

Toyota und das Japan Fine Ceramics Center haben eine Beobachtungstechnik entwickelt, mit der sich das Verhalten von Platinpartikeln in Nanometer-Größe bei chemischen Reaktionen in der Brennstoffzelle überwachen lassen.

Die Stromerzeugung in einer Brennstoffzelle beruht auf einer chemischen Reaktion zwischen dem Luftsauerstoff und dem Wasserstoff aus dem Fahrzeugtank. Platin wird dabei als Katalysator benötigt, um diese Reaktion stabil zu gestalten.
In Dauerhaltbarkeitstests zeigte sich jedoch dass die Leistung einzelner Zellen nachlassen kann. Als Grund dafür wurde eine verringerte Reaktionsfähigkeit des Platin-Materials identifiziert. Diese entsteht dadurch, dass sich die einzelnen Platin-Teilchen zu immer größeren Strukturen verbinden. Die chemisch wirksame Oberfläche wird daher mit der Zeit immer kleiner.

Die sogenannte Vergröberung der Platin-Nanoteilchen konnte bisher nur durch einen Vorher-Nachher-Vergleich festgestellt werden. Ohne Einblicke in den Prozess, der zu dieser Vergröberung führte, ließen sich nur Vermutungen zu den Ursachen anstellen. Die neue Beobachtungsmethode hingegen kann dabei helfen, Punkte auf dem Karbonträgermaterial zu entdecken, an denen sich das Platin zusammenschließt, und auch die jeweilige Stromabgabe während des Vergröberungsprozesses zu identifizieren. Diese Methode kann auch dazu beitragen, die unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Trägermaterialien zu analysieren. Zielist es, aus den Beobachtungen Maßnahmen abzuleiten, die zur Verbesserung von Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit des Katalysatormaterials und damit der Brennstoffzelle selbst führen.