Mehr Wissen hilft, bessere Katalysatoren herzustellen.
Platin allein reicht nicht, um etwa in Kfz-Katalysatoren schädliches Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umzuwandeln. Entscheidend ist vielmehr das Zusammenspiel der Platin-Partikel mit dem aus Eisenoxid bestehenden Untergrund. Das haben Wissenschaftler der TU Wien nun herausgefunden und ihre Forschungsergebnisse im Fachjournal Angewandte Chemie veröffentlicht. Vom tieferen Verständnis der Vorgänge erhoffen sich die Forscher, gezielt bessere Katalysatoren herstellen zu können.
An den Oberflächen eines Katalysators sitzen winzige Platinpartikel, die oft nur aus wenigen Atomen bestehen. Indem sie bestimmte Moleküle festhalten und mit Sauerstoff in Kontakt bringen, ermöglichen sie Oxidationen – etwa von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid. Grundsätzlich geht das auch ohne Platin. Mit dem Metall finden diese Reaktionen aber bei viel niedrigeren Temperaturen statt. „Eigentlich hatten wir gedacht, dass die Reaktionen direkt auf den Platin-Partikeln stattfinden“, sagen die Forscher.
Atome an der Kante
Aufnahmen mit dem Rastertunnelmikroskop zeigen nun aber eindeutig, dass die Reaktion nicht auf den Platinteilchen stattfindet, sondern im Zusammenspiel mit dem Untergrund aus Eisenoxid abläuft. Von da, und nicht wie bisher angenommen aus der Umgebungsatmosphäre, kommt auch der Sauerstoff für die Oxidation.
Die Entnahme des Sauerstoffs aus dem Eisenoxid führt dort zu einem Überschuss an Eisenatomen. Überzählige Eisenatome wandern tiefer in das Material hinein, an der Oberfläche bleibt eine Lücke. Die Atome an der Kante des Lochs sind nicht mehr so stark an das Material gebunden. Daher kann die nächste Reaktion an solchen Stellen viel leichter stattfinden. (APA)
("Die Presse", Print-Ausgabe, 19.09.2015)