Elektrokatalyse

Die Elektrokatalyse ist eine heterogene Katalyse, durch die die Aktivierungsenergie elektrochemischer Reaktionen an einer Elektrodenoberfläche 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.

Siehe auch: Elektrochemische Kinetik.

Brennstoffzelle

Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle weist folgende Halbreaktionen auf:

Anode:

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

Kathode:

$\mathrm {O_{2}+4\ H^{+}+4\ e^{-}\to 2\ H_{2}O}$
Reduktion / Elektronenaufnahme

Gesamtreaktion:

$\mathrm {2\ H_{2}+O_{2}\to 2\ H_{2}O}$
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, einen maximalen theoretischen Wirkungsgrad von 53 % auf. 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.

Weblinks

• Katharina Krischer: Elektrokatalyse, ein Schlüssel zur Verbesserung elektrochemischer Energiewandler. In: Die Aktuelle Wochenschau der GDCh. Abgerufen am 7. Juli 2017.

Literatur

• Michael Bron: Physikalische Chemie 2008. In: Nachrichten aus der Chemie. Band 57, Nr. 3, 2009, S. 287–296, doi:10.1002/nadc.200960748.