Ein von einem internationalen Forscherteam neu entwickelter Brennstoffzellentyp liefert Energie und Feinchemikalien abfallfrei aus erneuerbaren Rohstoffen. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ berichten, wandelt die so genannte metallorganische Brennstoffzelle, Alkohole und Zucker effizient in Carbonsäuren um. Kohlendioxid wird dabei nicht freigesetzt.
Anders als die etablierten Alkohol-Brennstoffzellen, die direkte Alkohol-Brennstoffzelle und die enzymatische Bio-Brennstoffzelle, arbeitet die metallorganische Brennstoffzelle – organometallic fuel cell (OMFC) – nach einem völlig anderen Prinzip. Erfolgsgeheimnis ist ein spezieller molekularer Komplex des Metalls Rhodium, der als Anoden-Katalysator fungiert.
Katalytischer Kreislauf
Die Wissenschaftler um Hansjörg Grützmacher, Francesco Vizza und Claudio Bianchini von der ETH Zürich sowie Kollegen vom Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) in Sesto Fiorentino, Italien, scheiden den Komplex feinst verteilt auf Kohlenstoffpulver als Träger ab. Das Interessante: Der aktive Katalysator bildet sich während der chemischen Reaktion – und er verändert sich schrittweise im Verlaufe des katalytischen Kreislaufs.
Auf diese Weise entstehen aus einem einzigen Metallkomplex verschiedene Katalysatoren, die jeweils für die einzelnen Reaktionsschritte spezifisch sind: die Umwandlung vom Alkohol wie Ethanol in den entsprechenden Aldehyd, vom Aldehyd in die entsprechende Carbonsäure (z.B. Essigsäure), außerdem für den Transfer von Protonen (H+) und von Elektronen. Nicht nur Alkohole, auch Zucker wie Glucose können auf diese Weise umgesetzt werden.
