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Elektrochemie

Elektrochemie
Edelmetallverbindungen zur Herstellung von Elektroden und Batterien
Elektrochemische Verfahren, d. h. chemische Prozesse unter Beteiligung von elektrischem Strom, gehören heute zu den etablierten großtechnischen Synthesen in der chemischen und galvanotechnischen Industrie (Elektronik und Schmuckbereich), zu den zukunftsweisenden Energietechnologien, aber auch zu den alltäglichen Stromquellen.
Verbrauchen solche Verfahren Energie, um eine Reaktion zu erzwingen, benötigen sie eine externe Stromquelle. Man nennt dies "Elektrolyse".



Läuft dagegen umgekehrt eine chemische Reaktion freiwillig ab, wobei elektrische Energie erzeugt wird, spricht man von einer "Batterie".
In beiden Fällen dienen der Vermittlung des Stromflusses durch das meist flüssige Reaktionsmedium sog. "Elektroden", wobei man zwischen Anoden für Oxidationsprozesse und Kathoden für Reduktionen unterscheidet.
Für die Herstellung von Elektroden spielen wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit und elektrischen Eigenschaften die Platingruppenmetalle Platin, Iridium und Ruthenium, aber auch das Element Silber die technisch herausragende Rolle.
Heraeus fertigt zudem fein verteilte Metalle („Mohre“) für die Beschichtung elektrochemischer Sensoren.
Unsere Business Unit Chemical Products fertigt als Kerngeschäft entsprechende Verbindungen und deren Lösungen, die der Beschichtung oder Fertigung solcher Elektroden dienen:
• Elektroden für Elektrolyse- und Galvanoverfahren
sind in den betreffenden Lösungen resistent und werden deshalb während des elektrochemischen Prozesses selbst nicht angegriffen oder gar aufgelöst.

Neben Elektroden aus metallischem Platin (Folien, Platten, etc.) werden bevorzugt Anoden aus gitterförmigem Streckmetall (z. B. auf Basis Titan) mit Platingruppenmetallen beschichtet.

Einfache Elektrolysesysteme setzen häufig Elektroden nur mit Platinbeschichtung ein (z. B. im Korrosionsschutz, für wässrige Lösungen im kathodischen Einsatz, in der Analytik und teils Galvanotechnik) .

Industrielle Verfahren in besonders aggressiven Medien oder für stark oxidative Produkte (z. B die Wasserelektrolyse zur Sauerstoffherstellung oder die großtechnische "Chlor-Alkali-Elektrolyse" zur gekoppelten Herstellung von Chlorgas und Natronlauge) nutzen mit Iridium- und Rutheniumoxiden beschichtete Anoden, sog. "DSA" (= dimensionsstabile Anoden). Die Beschichtung verbessert sowohl die elektrischen Eigenschaften der Anode als auch deren Resistenz gegen Passivierung und Abnutzung.

Edelmetallverbindungen werden dabei meist als Lösung aufgetragen, pyrolytisch zersetzt und dabei haftfest mit dem Untergrundmaterial verbunden.

Edelmetallchemikalien von Heraeus zur Anodenbeschichtung sind u. a.:

• Dihydrogen-hexachloroplatinat(IV)-Hydrat, H2[PtCl6]•nH2O ("CPA")
• Natrium-hexahydroxoplatinat(IV), Na2[Pt(OH)6]
• Kalium-hexahydroxoplatinat(IV), K2[Pt(OH)6]
• Dihydrogen-hexahydroxoplatinat(IV), H2[Pt(OH)6]
• Bis(acetylacetonato)platin(II), [Pt(acac)2]
• cis-Diammindinitritoplatin(II)-Lösung, cis-[Pt(NO2)2(NH3)2]
• Dihydrogen-hexachloroiridat(IV)-Lösung, H2[IrCl6]
• Ruthenium(III)-chlorid-Hydrat, RuCl3•nH2O
• Iridium(III)-chlorid-Hydrat, IrCl3•nH2O
• Iridium(IV)-chlorid-Hydrat, IrCl4•nH2O
• Batterien
sind elektrochemische Zellen zur Energiegewinnung. Für spezielle Batterien hoher Energieausbeute (Knopfzellen, Raumfahrt) dienen Silberoxide als Kathoden (Reduktion zu elementarem Silber).

Heraeus liefert Ihnen zur Batterieherstellung z. B.:

• Silber(I)-oxid, Ag2O
• Silber(II)-oxid, AgO

Brennstoffzellen erzeugen elektrische Energie durch direkte, kontrollierte chemische Umsetzung ("Verbrennung") hochenergetischer Reaktionspartner. Angestrebt ist z. B. die stille Reaktion des "Brennstoffs" Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff (O2) zu ökologisch unbedenklichem Wasser (H2O). Brennstoffzellen sind daher für die Automobiltechnik, die Kommunikationstechnologie und in abgeschlossenen Systemen (Raumfahrt) von besonderem Interesse.

Katalytisch aktive Elektroden sind in manchen Brennstoffzellen auf Kohlenstoffmodifikationen verteilte Platinkristallite bzw. Platinlegierungen. Auch andere Platingruppenmetalle werden getestet.

Zur Brennstoffzellenproduktion stellen wir z. B. her:

• Dihydrogen-hexachloroplatinat(IV)-Hydrat, H2[PtCl6]•nH2O ("CPA")
• Platinmohr, Pt

Elektrochemische Sensoren dienen unter anderem der Detektion toxischer Gase (z. B. CO). Hierzu werden unterschiedliche Trägermaterialien mit Edelmetallen beschichtet.

Für die Sensorproduktion bieten wir z. B. an:

• Dihydrogen-hexachloroplatinat(IV)-Hydrat, H2[PtCl6]•nH2O ("CPA")
• Platinmohr, Pt
• Dihydrogen-hexachloroiridat(IV)-Lösung, H2[IrCl6]
• Iridiummohr, Ir
• Ruthenium(III)-chlorid-Hydrat, RuCl3•nH2O
• Rutheniummohr, Ru
Neueste Methoden zur Energiegewinnung basieren auf farbstoffsensibilisierten Solarzellen. Mehr Informationen finden Sie hier .
Wir freuen uns auf Ihre Anfragen und stehen Ihnen bei Fragen jederzeit zur Verfügung. Falls Ihr gewünschtes Produkt nicht aufgelistet sein sollte, sprechen Sie uns bitte an.
Unser Unternehmen bietet Ihnen auch die Rückgewinnung von Edelmetallen an. Besuchen Sie hierzu bitte unsere Seite zu Recycling .

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