Platin-Bedarf in Katalysatoren stark gesenkt

Magnetron-Sputteranlage im offenen Zustand (Foto: nottingham.ac.uk)

Nottingham (pte003/25.11.2021/06:00) - Forscher der University of Nottingham http://nottingham.ac.uk um Jesum Alves Fernandes haben mittels sogenanntem Magnetron-Sputtern aus einem massiven Platinblock mittels extrem schneller Argon-Ionen ganze Schwärme von Einzelatomen herausgeschossen. Diese setzen sich auf einer Unterlage, etwa der Strukturkeramik eines Katalysators, ab. Pro Sekunde werden so 4,5 Brd. Platin-Atome frei.

Verfahren aus Halbleitertechnik

Das Magnetron-Sputtern ist auch für die Atomisierung anderer Werkstoffe wie Nickel und Kobalt sowie weitere Edelmetalle geeignet. Das Verfahren wird bisher vor allem bei der Glasbeschichtung und in der Halbleiterindustrie eingesetzt. Die Forscher in Nottingham haben es an die neue Aufgabe angepasst. Die Materialeinsparung liegt laut den Experten bei mehr als 90 Prozent.

Das Team hat analytische und bildgebende Verfahren eingesetzt, um zu beweisen, dass die Platin-Atome sich über die gesamte Oberfläche des Trägermaterials verteilt hatten. Den so hergestellten Katalysator nutzten sie für die fotokatalytische Wasserstoffproduktion. Das Ziel, eine nur eine Atomlage dicke Beschichtung zu erreichen, bleibt noch eine Herausforderung. Bisher ist das Ideal noch nicht erreicht, doch Alves Fernandes ist sicher, dass es gelingt.

Sinkende Preise wahrscheinlich

Die Schicht ist weniger als einen Nanometer dick. In diesem extrem kleinen Bereich ändern sich die Eigenschaften von Materialien in vielen Fällen. Es kann durchaus sein, dass die katalytischen Fähigkeiten durch den Einstieg in den Nano-Bereich noch verbessert werden. Rund 80 Prozent aller Reaktionen in der Industrie sind ohne Katalysatoren unmöglich. Die große Nachfrage führt dazu, dass das weltweite Angebot an vielen nützlichen Metallen, darunter Gold, Platin und Palladium, abnimmt, sodass die Preise steigen. Das Magnetron-Sputtern könnte diesem Trend entgegenwirken.

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