Wissen-News Chrom kann kostengünstige Alternative für seltene Edelmetalle sein
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15. August 2023, 15:41 Uhr
Osmium und Ruthenium werden in Leuchtstoffen und Katalysatoren gebraucht, sind aber selten und entsprechend teuer. Eine Entdeckung aus der Schweiz zeigt, dass das häufig vorkommende Chrom ihren Platz einnehmen könnte.
Eine Forschungsgruppe der Universität Basel hat Chrom-Verbindungen entwickelt, die die Edelmetalle Osmium und Ruthenium in Leuchtstoffen und Katalysatoren ersetzen können - zwei Elemente, die ähnlich selten sind wie Gold oder Platin. In der Fachzeitschrift "Nature Chemistry" berichtet das Team, dass die Leuchtstoffeigenschaften der neuen Chrom-Materialien nahezu gleich gut sind wie bisher verwendete Osmium-Verbindungen. Chrom komme aber ungefähr 20.000-mal häufiger in der Erdkruste vor als Osmium und sei wesentlich kostengünstiger.
Zudem können diese neuen Materialien als effiziente Katalysatoren für fotochemische Reaktionen dienen, ähnlich wie bei der natürlichen Fotosynthese in Pflanzen. Bestrahlt man die neuen Chrom-Verbindungen mit einer roten Lampe, so kann die Energie des Lichts in Molekülen gespeichert werden, die wiederum als Brennstoff für andere Prozesse dienen können. "Hier besteht also Potenzial, unsere neuen Materialien in der künstlichen Fotosynthese einzusetzen, um solare Brennstoffe herzustellen", erklärt der Baseler Chemie-Professor Oliver Wenger.
Um die gewünschten Eigenschaften von Chrom zu nutzen, wurde es in ein speziell entwickeltes organisches Molekülgerüst aus Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff gebettet. Dieses organische Gerüst gestaltete das Team so, dass es besonders steif ist und die Chrom-Atome gut eingepackt sind. Das Gerüst minimiert Energieverluste und optimiert die Leucht- und Katalyseeigenschaften des Chroms. Weil die "Schutzhülle" aber aufwändiger herzustellen ist als bei Edelmetallen, bestehe noch Forschungs- und Optimierungsbedarf, so die Schweizer Wissenschaftler.
