Hybride Messmethodik zur Bestimmung der Eigenschaften von dünnen porösen Schichten
Quelle: BAM, Fachbereich Oberflächenmodifizierung und -messtechnik und Fachbereich Oberflächenanalytik und Grenzflächenchemie
Um den CO2-Ausstoß der Wirtschaft zu senken, ist die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger eine wichtige Methode. Dafür müssen effiziente Wege zur Erzeugung von Wasserstoff aus elektrischem Strom gefunden werden. Die BAM optimiert in Zusammenarbeit mit anderen Kooperationspartnern wie der Technischen Universität Berlin im HyMet-Konsortium Elektrokatalysatoren für die elektrolytische Spaltung von Wasser. Dabei sind Oxide der Platinmetalle, wie z.B. Iridiumoxid von besonderem Interesse. Um die Wirksamkeit der Katalysatoren zu erhöhen, sind sie porös aufgebaut. Die Charakterisierung dieser Materialien stellt eine messtechnische Herausforderung dar, da die elektronischen und die porösen Eigenschaften des Oxids gleichzeitig in einem zerstörungsfreien Prozess ermittelt werden müssen. Eine hierfür besonders geeignet Methode ist die Spektroskopische Ellipsometrie, die die Änderung der Lichtpolarisation bei Reflektion misst. Ellipsometrie basiert auf Modellierung von Messdaten. Daher müssen die verwendeten Modelle verbessert und verfeinert werden. Gelingt das, ist diese Methode eine Schlüsseltechnologie. Sie bringt die hohen Genauigkeiten und die Kalibrierung von anderen Methoden in die Anwendung. Daher beschäftigt die BAM sich hier mit Hybrid-Metrologie, die viele Methoden miteinander verbindet, zum Beispiel Elektronenmikroskopie, Massenspektrometrie, Röntgenanalyse, Röntgenreflektionsmessungen und Kristallographie. Gemeinsam erreichen diese Methoden mehr Informationsgewinn und bessere Validierung der Ergebnisse. Auf der Basis dieser Arbeiten gelingt es, ein besseres Verständnis für die Funktionsweise der Katalysatoren zu gewinnen Als Voraussetzung für eine weitere Optimierung der Materialien.
Die nanoskalige Struktur und die chemischen Eigenschaften der porösen Katalysatorschichten hängen von der Kalzinierungstemperatur ab
Quelle: BAM, Fachbereich Oberflächenmodifizierung und -messtechnik und Fachbereich Oberflächenanalytik und Grenzflächenchemie
Assessing optical and electrical properties of highly active IrOx catalysts for the electrochemical oxygen evolution reaction via spectroscopic ellipsometry
René Sachse, Mika Pfüger, Juan-Jesús Velasco-Vélez, Mario Sahre, Jörg Radnik, Michael Bernicke, Denis Bernsmeier, Vasile-Dan Hodoroaba, Michael Krumrey, Peter Strasser, Ralph Kraehnert, Andreas Hertwig
erschienen in ACS Catalysis, pages 14210-14223, 2020
BAM Fachbereich Oberflächenmodifizierung und -messtechnik
und Fachbereich Oberflächenanalytik und Grenzflächenchemie