Keramiknanofasern als Katalysatoren

Gastwissenschaftler aus Indien verstärkt die Bayreuther Wasserstoff-Forschung.

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.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Eranezhuth Wasan Awin / PD Dr. Günter Motz
Lehrstuhl Keramische Werkstoffe (Prof. Dr.-Ing. Stefan Schafföner)
Universität Bayreuth
E-Mail: guenter.motz@uni-bayreuth.de

Prof. Dr. Rhett Kempe
Lehrstuhl Anorganische Chemie II – Katalysatordesign, Sustainable Chemistry Centre
Universität Bayreuth
E-Mail: kempe@uni-bayreuth.de

http://www.uni-bayreuth.de/