TIANJIN, China, 12. Juli 2026 /PRNewswire/ -- Am 10. Juli 2026 veröffentlichte ein Forschungsteam des „ " der Universität Tianjin neue Erkenntnisse in der Fachzeitschrift „Science" und stellte dabei eine thermische Impulstechnologie im Millisekundenbereich vor, die die ultraschnelle Synthese und präzise Steuerung von Katalysatoren der Platingruppe ermöglicht.
Die Arbeit mit dem Titel „Transient assembly of precision-tuned platinum-skin intermetallic catalysts for fuel cells" schlägt eine Strategie der „transienten Assemblierung" zur Herstellung von Kern-Schale-Katalysatoren aus Platingruppenmetallen vor und eröffnet damit einen neuen Weg zur Verbesserung der Leistung von Wasserstoff-Brennstoffzellen und zur Weiterentwicklung umweltfreundlicher Energietechnologien.
Katalysatoren der Platingruppe spielen in der modernen Energie-, Chemie- und Umweltindustrie eine entscheidende Rolle. Die Herstellung von Kern-Hülle-Strukturen aus Platingruppenmetallen und Nichtedelmetallen mit hoher Effizienz und Präzision ist entscheidend, um sowohl eine hohe katalytische Aktivität als auch einen geringeren Einsatz von Edelmetallen zu erreichen.
Herkömmliche Synthesemethoden basieren in der Regel auf lang andauernden Hochtemperatur-Glühprozessen, die oft zeitaufwendig, energieintensiv und nur schwer präzise zu steuern sind. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, entwickelte das Team der Universität Tianjin gemeinsam mit seinen Kooperationspartnern eine Strategie zur transienten Assemblierung im Nichtgleichgewicht. Durch periodische thermische Impulse liefert das Verfahren Energie mit einer Genauigkeit im Millisekundenbereich und bewirkt, dass sich Nanokristalle durch die kontinuierliche Entwicklung hochenergetischer transienter Konfigurationen zu Kern-Schale-Strukturen zusammenlagern. Außerdem ermöglicht es eine präzise Steuerung der Dicke der Platin-Hülle auf Atomebene.
Der Studie zufolge lässt sich mit dem neuen Ansatz ein herkömmlicher, mehrstufiger Prozess, der normalerweise mehrere Stunden dauert, auf nur wenige Minuten verkürzen. Außerdem lässt sich damit eine präzise kontrollierte Platin-Hülle aus drei Atomschichten erzeugen, was zur Optimierung geometrischer und elektronischer Effekte sowie zur Steigerung der katalytischen Aktivität beiträgt.
Die Technologie senkt den Energieverbrauch, der zur Synthese von Katalysatoren pro Masseneinheit benötigt wird, um 90 Prozent und vermeidet den Einsatz gefährlicher oder stark umweltbelastender Reagenzien.
Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Katalysatoren erreichten in Wasserstoff-Brennstoffzellen eine Nennleistung von 15,2 Kilowatt pro Gramm Platin und zeigten zudem eine hervorragende Langlebigkeit.
Hu Wenbin, Professor an der Universität Tianjin und korrespondierender Autor der Veröffentlichung, erklärte, die Technologie biete einen neuen Ansatz für die präzise und effiziente Synthese von Edelmetallkatalysatoren mit feinen Strukturen.
Es wird erwartet, dass die Technologie breitere Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen grüner Wasserstoff, High-End-Chemieproduktion, Umweltkatalyse, Feinchemikalien und pharmazeutische Synthese eröffnen wird.
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