KatalyseNanostrukturierte Katalysatoren

Eine Kernaufgabe in der Weiterentwicklung von Katalysatorsystemen ist deren Effizienzsteigerung, die auf die Notwendigkeit minimaler Mengen an Katalysatormaterial abzielt. Hierzu ist die Verfügbarkeit einer maximal großen Oberfläche für Reaktanden entscheidend. In der CAN GmbH werden orientierte nanostrukturierte Kompositmaterialien hergestellt, die diesen Anforderungen entsprechen.

Katalyse ist ein Schlüsselvorgang in chemischen Prozessen. Die Entwicklung effizienter Katalysatoren ist von ausgesprochener Bedeutung für den Erfolg einer prosperierenden Gesellschaft, da sie die Produktion neuer Materialien, sowie die Resourcenschonung ermöglicht. Auf Grund des hohen Preises üblicherweise verwendeter katalytischer Materialien wie Platin oder Palladium wird angestrebt, die benötigte Katalysatormenge zu reduzieren und die katalytische Aktivität zu verbessern. Nanopartikel sind wegen ihres großen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses ideal für eine Verwendung als Katalysator. Bei 10 nm großen Nanopartikeln befinden sich etwa 20 % der Atome an der Oberfläche, während es bei Partikeln mit einem Durchmesser von 2 nm schon etwa 80 % sind. Nanopartikel aus metallischen Legierungen zeigen dabei höhere katalytische Aktivitäten sowie bessere Selektivitäten im Vergleich zu reinen Metallen. Zusätzlich ist es durch die Kontrolle der Zusammensetzung der Legierung möglich, die katalytischen Eigenschaften zu beeinflussen.

In der CAN GmbH werden qualitativ hochwertige katalytisch aktive Nanopartikel hergestellt. Edelmetall-Nanopartikel bestehend aus Pt, Pd, Au, Ag sowie verschiedene Legierungen (NiPt, CoPt, FePt, NiPd) sind in unterschiedlichen Größen mit engen Größenverteilungen verfügbar.

Die Trägerung der Nanopartikel ist für katalytische Vorgänge ebenfalls sehr wichtig, da die Erreichbarkeit der Oberflächen für Reaktanden eine Schlüsselvoraussetzung für effiziente Systeme darstellt. In der CAN GmbH werden Hybridstrukturen bestehend aus katalytisch aktiven Nanopartikeln und Kohlenstoffnanoröhren mit einer ausgesprochen feinen und homogenen Dispersion der Nanopartikel hergestellt. Diese Komposit-Materialien weisen optimale Voraussetzungen als Katalysator für effiziente und selektive Vorgänge auf. Zusätzlich sind, unter anderem, Anwendungen dieser Materialien in der Wasserstoffspeicherung oder als Anodenmaterial in Li-Ionen Batterien denkbar.

Dr. Christoph Gimmler

Dr. Christoph Gimmler

Technisches Datenblatt

Catalyst Materials