Nanoskalige anorganische Energiematerialien aus molekularen Vorstufen bei tiefer Temperatur

Abstract

Die Niedertemperatursynthese von anorganischen Materialien und ihren Grenzflächen bietet zahlreiche Möglichkeiten für die Entwicklung und Optimierung anorganischer Materialien in der heterogenen Katalyse, um eine nachhaltige chemische Energieumwandlung oder andere Anwendungen in Energie einsparenden Bereichen zu ermöglichen. Die Verwendung geeigneter molekularer Vorstufen zur Synthese funktioneller anorganischer Nanomaterialien ermöglicht die Kontrolle über einheitliche Partikelgrößenverteilung und Stöchiometrie im Hinblick auf gewünschte chemische und physikalische Eigenschaften. In diesem Kurzaufsatz werden einige Vorteile der Verwendung molekularer Vorstufen skizziert und anhand ausgewählter Molekül‐zu‐Nanomaterialien‐Synthesen für Anwendungen auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien im Bereich der Sauerstoffbildungsreaktion (OER), der Wasserstoffbildungsreaktion (HER) und der gesamten Wasserspaltung diskutiert.

From an Fe2P3 complex to FeP nanoparticles as efficient electrocatalysts for water-splitting

“…However, the synthesis of such phosphides usually involves high pressure and high temperature solid-state or solid–gas reactions that lead to a random distribution of relatively large particles with low catalytic activity 26,28. An alternate approach, that processes a single source molecular precursor (containing both M and P) in to multi-functional inorganic material (MP x ), in solution/gas phase is highly promising because atomic level control over the stoichiometry, nanostructure, elemental dispersion, and surface structure in the final solid can be predictably enforced 29,30. Generally this approach enables the preparation of small nano-sized particles with narrow size distribution and high homogeneity.…”

In Situ Formation of Nanostructured Core–Shell Cu3N–CuO to Promote Alkaline Water Electrolysis

“…Development of inexpensive and sustainable technologies that can split water electrochemically into hydrogen and oxygen on a large scale is one of the most desirable routes to renewable energy production. − Although a half-cell reaction, the hydrogen evolution reaction (HER) is feasible thermodynamically; the major limitation remains in the other half-cell reaction, i.e., the oxygen evolution reaction (OER), that hinders overall water splitting systems for practical application. − The activation barrier for OER is very high owing to the sluggish four-proton-coupled electron transfer of OER that involves high-energy intermediates to furnish O–O bond formation . Along this line, the most efficient catalytic materials derived from noble metals (Pt, RuO 2 , IrO 2 , etc.)…”