Kohle nach Maß

Nanopartikel aus Kohlenstoff könnten als Gasspeicher dienen oder zur Erzeugung von Wasserstoff – Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Golm bei Potsdam können ihnen dafür jetzt die passende Form und chemische Zusammensetzung geben. Die Forscher erzeugen gezielt Nanoteilchen mit einer kugel-, schicht- oder faserförmigen Struktur, indem sie verschiedene organische, das heißt kohlenstoffhaltige Flüssigkeiten in eine heiße Salzschmelze, zum Beispiel aus Zinkchlorid, spritzen. Bei Bedarf können sie durch entsprechende Zusätze auch Metall- oder andere Fremdatome in die Partikel einbauen. Für technische Anwendungen ist das vielseitige Rezept für die Synthese der Nanoteilchen hilfreich, weil deren Eigenschaften maßgeblich von ihrer Struktur und Zusammensetzung abhängen. Bisher werden Kohlenstoff-Nanopartikel durch die Verkohlung fester Stoffe erzeugt. Dabei entstehen aber nur sphärische Teilchen. Flüssigkeiten zu verkohlen galt bislang als unmöglich. Erste Tests zeigten, dass nickelhaltige Nanostrukturen, die auf diese Weise entstanden sind, die elektrolytische Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser katalysieren. Sie sind jedoch kostengünstiger als die edelmetallhaltigen Katalysatoren, die dafür bislang eingesetzt werden. In manchen Nanostrukturen konnten die Forscher, bezogen auf die Masse der Nanoteilchen, auch große Gasmengen speichern.

(Angewandte Chemie International Edition, online 4. März 2015)