Gast­wis­sen­schaft­ler aus Indi­en ver­stärkt die Bay­reu­ther Wasserstoff-Forschung

Dr. Eranezhuth Wasan Awin, Stipendiat des Bayreuth Humboldt Centres, und Dr. Günter Motz in einem Labor des Lehrstuhls Keramische Werkstoffe. Foto: UBT / C. Wißler.
Dr. Eranezhuth Wasan Awin, Stipendiat des Bayreuth Humboldt Centres, und Dr. Günter Motz in einem Labor des Lehrstuhls Keramische Werkstoffe. Foto: UBT / C. Wißler.

Kera­mikna­no­fa­sern als Katalysatoren

Nach­hal­ti­ge Kata­ly­sa­to­ren, die einen Bei­trag zur glo­ba­len Ener­gie­wen­de lei­sten kön­nen, sind seit vie­len Jah­ren ein eta­blier­tes For­schungs­the­ma an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth. Seit kur­zem ver­stärkt Dr. Era­nez­huth Wasan Awin aus Indi­en die inter­dis­zi­pli­nä­ren For­schungs­ar­bei­ten auf die­sem Gebiet. Auf Ein­la­dung des Bay­reuth Hum­boldt Cen­tres befasst sich der Nach­wuchs­wis­sen­schaft­ler mit der Ent­wick­lung metall­hal­ti­ger Nano­kom­po­sit-Fasern durch Elek­tro­spin­nen. Die Fasern sol­len als Kata­ly­sa­to­ren die Her­stel­lung von „grü­nem“ Was­ser­stoff aus nach­wach­sen­den Roh­stof­fen sowie des­sen Spei­che­rung ermöglichen.

„Grü­ner“ Was­ser­stoff gilt heu­te als Schlüs­sel­roh­stoff für die Ener­gie­wen­de. Er wird über­wie­gend dadurch gewon­nen, dass die durch Solar- und Wind­kraft­an­la­gen gewon­ne­ne Ener­gie für die elek­tro­ly­ti­sche Spal­tung von Was­ser ver­wen­det wird. Um den Ener­gie­trä­ger Was­ser­stoff je nach Bedarf spei­chern oder nut­zen zu kön­nen, bedarf es lei­stungs­star­ker Kata­ly­sa­to­ren. In die Bay­reu­ther For­schungs­ar­bei­ten, die auf die Ent­wick­lung sol­cher Kata­ly­sa­to­ren abzie­len, bringt Dr. Era­nez­huth Wasan Awin eine hohe Fach­kom­pe­tenz auf dem Gebiet der kera­mi­schen Mate­ria­li­en ein. Er ist wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter des Indian Insti­tu­te of Tech­no­lo­gy Madras (IITM), das auf dem Gebiet der Natur- und Inge­nieur­wis­sen­schaf­ten als eine der bedeu­tend­sten süd­asia­ti­schen Uni­ver­si­tä­ten gilt.

„Wir freu­en uns sehr über die enge Zusam­men­ar­beit auf dem Bay­reu­ther Cam­pus und haben gemein­sam begon­nen, viel­ver­spre­chen­de neue For­schungs­ideen zu erpro­ben. Die Koope­ra­ti­on wird auch dazu bei­tra­gen, die wis­sen­schaft­li­chen Kon­tak­te zwi­schen der Uni­ver­si­tät Bay­reuth und dem IITM wei­ter zu stär­ken“, sagt PD Dr. Gün­ter Motz vom Lehr­stuhl Kera­mi­sche Werk­stof­fe. „Die Erfor­schung der Grund­la­gen für neue Kata­ly­sa­to­ren, die recy­cel­bar sind und wert­vol­le Roh­stof­fe scho­nen, ist schon seit gerau­mer Zeit ein Schwer­punkt mei­ner Arbeits­grup­pe, den wir jetzt durch die ver­stärk­te Ein­be­zie­hung kera­mi­scher Mate­ria­li­en ver­tie­fen wol­len“, erklärt Prof. Dr. Rhett Kem­pe, Inha­ber des Lehr­stuhls Anor­ga­ni­sche Che­mie II. Der For­schungs­auf­ent­halt des indi­schen Nach­wuchs­wis­sen­schaft­lers wur­de mög­lich durch ein Sti­pen­di­um des Uni­ver­si­ty of Bay­reuth Cent­re of Inter­na­tio­nal Excel­lence „Alex­an­der von Hum­boldt“, kurz: Bay­reuth Hum­boldt Centre.

Mit Elek­tro­spin­ning zu lei­stungs­star­ken kera­mi­schen Nano-Kompositfasern

Win­zi­ge Fasern im Nano­me­ter­be­reich, die sich aus ver­schie­den­ar­ti­gen Mole­kü­len zusam­men­set­zen und daher als Nano­kom­po­sit-Fasern bezeich­net wer­den, kom­men heu­te in einer Viel­zahl indu­stri­el­ler Anwen­dun­gen zum Ein­satz. Dr. Era­nez­huth Wasan Awin unter­sucht in Bay­reuth vor allem kera­mi­sche Nano­kom­po­sit-Fasern, die durch Elek­tro­spin­nen erzeugt wer­den. Für die kata­ly­ti­sche Steue­rung der Reak­tio­nen, die an der Zwi­schen­spei­che­rung von Was­ser­stoff betei­ligt sind, eig­nen sich vor allem Fasern, die ein kera­mi­sches Gerüst aus Sili­zi­um­car­bo­ni­tri­den (SiCN) und dar­in ein­ge­bet­te­te Par­ti­kel aus Über­gangs­me­tal­len ent­hal­ten. Bei die­sen Metal­len han­delt es sich bei­spiels­wei­se um Kup­fer, Ruthe­ni­um oder Cobalt. Die Eigen­schaf­ten und Struk­tu­ren der­ar­ti­ger Nano­kom­po­sit-Fasern will der indi­sche Gast­wis­sen­schaft­ler im Hin­blick auf die jeweils ange­streb­ten kata­ly­ti­schen Effek­te opti­mie­ren. Mit die­sem Ziel arbei­tet er an neu­ar­ti­gen Ver­fah­ren des Elek­tro­spin­nens, die eine prä­zi­se Her­stel­lung der jeweils benö­tig­ten Faser­struk­tu­ren ermöglichen.

„Hoch­mo­der­ne Tech­no­lo­gien des Elek­tro­spin­nens wer­den auf dem Cam­pus der Uni­ver­si­tät Bay­reuth in sehr ver­schie­de­nen For­schungs­be­rei­chen erfolg­reich ange­wen­det. Es freut mich sehr, dass ich die­se exzel­len­te Infra­struk­tur nut­zen und dabei mit Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­lern aus ganz unter­schied­li­chen Fach­be­rei­chen – von der Anor­ga­ni­schen Che­mie bis zu den Inge­nieur­wis­sen­schaf­ten – zusam­men­ar­bei­ten kann. Gemein­sam wol­len wir die Ent­wick­lung inno­va­ti­ver Was­ser­stoff-Tech­no­lo­gien vor­an­brin­gen“, sagt der Sti­pen­di­at des Bay­reuth Hum­boldt Centres.