Elektrochemische CO2 Reduktion – mit Hochdurchsatz auf der Suche nach neuen Katalysatoren

Die Umwandlung von CO2 in Energieträger wie Methanol gehört zu den modernen „Dream Reactions“. In diesem äußerst zukunftsträchtigen Forschungsgebiet kann die Verwendung von mikroelektrochemischen Screening-Methoden gekoppelt mit Online-Produktanalyse das Forschungstempo für Katalysatoren deutlich erhöhen.

Das Ziel: Hochdurchsatz

Eine große Stärke der Rasterdurchflusszelle ist der geringe Platzbedarf. Durch die präzise und voll automatisierte Kontrolle der Probenposition ist es möglich, eine Serie von Messpunkten auf dem Substrat anzusteuern ohne jedes Mal eine neue Oberfläche zu präparieren oder die elektrochemische Zelle erneut zusammen zu bauen. Für die Katalysatorforschung ergeben sich zwei Messmodi: (i) die Variation der Messparameter, wie z.B. des Potentials oder der CO2 Sättigung, innerhalb einer Serie von Punkten auf einem homogenen Katalysator, 10) und/oder (ii) eine Serie von Messpunkten auf einem gradierten Substrat, also einer Oberfläche, auf der sich die Zusammensetzung oder die Beladung mit Katalysator entlang einer Ortskoordinate ändert. 11) Ziel ist in beiden Fällen die isolierte Betrachtung einer einzelnen Parametervariation. Abbildung 4 verdeutlicht diesen beiden Modi schematisch. Zusätzlich ist eine Kombination denkbar, bei der auf einem entlang der X-Achse gradierten Substrat mehrere Punkte entlang der Y-Achse mit verschiedenen Parametern gemessen werden, bevor eine neue Reihe mit veränderter X-Position (und damit veränderter Zusammensetzung) begonnen wird.

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