Kurzfassung
Zur Optimierung moderner Katalysatoren für Brennstoffzellen werden diese elektronen-tomografisch charakterisiert. Die Elektronentomografie ermöglicht einzigartige Einblicke in die Nanometer-Strukturen der metallischen Katalysatorpartikel, die auf einem elektrisch leitenden, inerten Kohlenstoffträger abgeschieden werden. Die dreidimensional bildgebende Methode ermöglicht über qualitative Untersuchungen hinaus detaillierte quantitative Form- und Strukturanalysen der Katalysatormaterialien. So werden beispielsweise die Positionen der Katalysatorpartikel relativ zum Trägermaterial analysiert. Ihre Form und Einbettung in den Träger, welche die für die katalytische Reaktion maßgebliche „freie Oberfläche“ definieren, werden bestimmt. Die Elektronentomografie ermöglicht somit quantitative Vergleiche zwischen verschiedenen Katalysatormaterialien und Herstellungsverfahren. Sie erweitert die Möglichkeiten der Korrelation gewünschter elektrochemischer Eigenschaften mit der Nanostruktur dieser Materialien und macht so weitere Optimierungen der Katalysatormaterialien möglich.
Abstract
In order to optimize catalysts for fuel cells they are characterized by electron tomography. This method provides unique insights into the nanometre structures of the metallic catalyst particles deposited on an electrically conducting inert carbon support. The three-dimensional imaging method does not only allow for qualitative investigations, but also for detailed quantitative shape and structure analysis of the catalyst. For example the positions of the catalytic particles are analysed with respect to the support material. Their shape and embedding into the support are evaluated which substantially define the technologically important “free surface” of the catalytic particles. Electron tomography therefore enables quantitative comparison between catalytic materials from different preparation processes or production lines. It contributes to decipher the relationship between electrocatalytic properties and structural features of the nano scaled materials and is therefore a base for further optimization of the catalyst materials.
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