Neue ZBT-Publikation: Stabilere MnO₂-Anoden für die PEM-Wasserelektrolyse

Eine wichtige Grundlage für das Verständnis des neuen Katalysators lieferte die Röntgendiffraktometrie am ZBT. Mit dem ZBT-XRD wurde untersucht, wie sich die Einbringung von Niob und Fluor auf Kristallstruktur, Phasenzusammensetzung und Gitterparameter des MnO₂ auswirkt.

Die Messungen zeigen, dass die charakteristische γ/β-MnO₂-Struktur auch nach dem Co-Doping erhalten bleibt. Gleichzeitig weisen Verschiebungen, Verbreiterungen und geringere Intensitäten einzelner Beugungsreflexe auf Gitteraufweitung, lokale Spannungen und eine erhöhte strukturelle Unordnung hin. Entscheidend ist außerdem, dass keine zusätzlichen kristallinen Nb-haltigen Nebenphasen nachgewiesen wurden. Die XRD-Ergebnisse liefern damit einen wichtigen strukturellen Beleg dafür, dass die Dotierung tatsächlich in das MnO₂-System eingreift, ohne dessen grundlegende Kristallstruktur zu zerstören. Zusammen mit Elektronenmikroskopie, XPS und operando-XAS entsteht so ein detailliertes Bild davon, wie Nb und F die elektronischen und strukturellen Eigenschaften des Katalysators verändern.

Die Publikation zeigt, wofür Forschung am ZBT steht: Materialien entwickeln, ihre Struktur und Funktion verstehen, elektrochemisch bewerten und unter realitätsnahen Bedingungen im Elektrolyseur testen.

Wir gratulieren Vimanshu Chanda, Viktor Mackert, Pascal Sous, Markus Sonnenberg, Hesham Solh, Sebastian Daniel Hirt, Harry Ernst Hoster und Natalia Levin sowie allen weiteren beteiligten Wissenschaftler:innen zu dieser starken gemeinsamen Arbeit.

Der Artikel „Cation-Anion Co-Doping Enables Acid-Stable MnO₂ Anodes for Proton Exchange Membrane Water Electrolysis“ ist im Journal Small Science von Wiley-VCH erschienen und Open Access verfügbar. Ein großartiges Ergebnis für das gesamte Forschungsteam und ein starkes Beispiel für die wissenschaftliche Arbeit am ZBT.