Plasmachemische Erzeugung von Metall-Polypyrrol-Katalysatoren für die Sauerstoffreduktion in Brennstoffzellen

AuszugDie Verwendung von fossilen Brennstoffen – die zur Zeit ca. 80% des weltweiten Energiebedarfs decken [2] – führt zu zwei Hauptproblemen. Erstens sind fossile Brennstoffe endlich, sodass sie früher oder später erschöpft sein werden. Zweitens verursachen sie massive Umweltprobleme wie sauren Regen, Verschmutzung, Zerstörung der Ozonschicht, Ölkatastrophen, Landschaftsschäden durch den Abbau der Brennstoffe und nicht zuletzt die globale Erwärmung. [2] Eine Lösung dieses Problems kann die Umstellung der Energieversorgung auf die Wasserstoffwirtschaft sein. Dabei wird Wasserstoff, welcher über regenerative Energien und Elektrolyse vonWasser oder mittels direkter photokatalytischer Wasserspaltung erzeugt wird, als Energieträger genutzt. [3–5] Wasserstoff ist ein exzellenter Energieträger – die Energiedichte ist mit 142 MJ kg−1 weit höher als die von Diesel (47MJ kg−1) [6] – der über Brennstoffzellen wieder zu elektrischer Energie umgewandelt werden kann. Es existieren mehrere Arten von Brennstoffzellen – am erfolgversprechendsten ist die Nutzung von Protonen-Austausch-Membran- Brennstoffzelle (proton exchange membrane fuel cell – Pemfc). Ein Grund dafür ist, dass sie mehrere wünschenswerte Eigenschaften besitzt – sie arbeitet bei niedrigen Temperaturen (unter 90 °C), hat eine hohe Energiedichte, kleines Volumen und geringes Gewicht. Deswegen werden Pemfcs zur Zeit u. A. für die Automobilindustrie genutzt. [7, 8] Ein großer Vorteil derWasserstoffnutzung zum Antrieb von Fahrzeugen gegenüber Batterien ist, dass so die gewohnte Mobilität mit großen Reichweiten und kurzen Tankzeiten beibehalten werden kann. [7] Die Speicherung und der Betrieb von Fahrzeugen mitWasserstoff ist dabei nicht gefährlicher als die Nutzung von Benzin. [9].