Selbstassemblierende und selbstheilende Partikelfilme zur Überwindung der Instabilität nanopartikulärer Katalysatorfilme in der alkalischen Elektrolyse

Die Entwicklung stabiler Elektroden für die elektrochemische Wasserspaltung, insbesondere hinsichtlich der Elektrodenmodifizierung mittels Nanopartikeln, stellt immer noch eine große Herausforderung dar. Wir berichten über ein innovatives Verfahren zur Bildung hochstabiler Katalysatorfilme mit selbstheilenden Eigenschaften. Das Verfahren basiert auf sich während der Elektrolyse in situ selbstassemblierenden Nanopartikeln. Katalysatorpartikel werden zum Elektrolyten gegeben, sodass sich eine Suspension bildet, die durch die elektrochemische Zelle gepumpt wird. Partikel mit negativ geladener Oberfläche modifizieren dabei die Anode, während Partikel mit positiv geladener Oberfläche sich auf der Kathode abscheiden. Die so selbstassemblierten Katalysatorfilme weisen einen Selbstheilungseffekt auf, solange sich Katalysatorpartikel im Elektrolyt befinden. Die Funktion wurde mittels eines alkalischen Elektrolyseurs unter Verwendung von NiFe‐LDH und Ni x B für die Anoden‐ bzw. Kathodenseite durchgeführt. Stabile Zellspannungen konnten für Stromdichten von 50 bzw. 100 mA cm −2 über einen Zeitraum von mindestens drei Wochen beobachtet werden.