Elektrochemische Verfahren, das heißt chemische Prozesse unter Beteiligung von elektrischem Strom, gehören heute zu den etablierten großtechnischen Synthesen in der chemischen Industrie, zu den zukunftsweisenden Energietechnologien, aber auch zu den alltäglichen Stromquellen. Verbrauchen solche Verfahren Energie, um eine Reaktion zu erzwingen, benötigen sie eine externe Stromquelle: Bei der Elektrolyse dienen Elektroden der Vermittlung des Stromflusses durch das meist flüssige Reaktionsmedium. 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 entsprechende Verbindungen und deren Lösungen, die der Beschichtung oder Fertigung solcher Elektroden dienen. Zudem stellt Heraeus fein verteilte Metalle („Mohre“) für die Beschichtung elektrochemischer Sensoren her.
Elektroden- und Sensorentechnik
Industrielle Verfahren in besonders aggressiven Medien oder für stark oxidative Produkte, wie die Chloralkali-Elektrolyse, nutzen beschichtete Anoden, sogenannten "DSA" (= dimensionsstabile Anoden). Die Beschichtung aus Iridium- und Rutheniumoxiden verbessert sowohl die elektrischen Eigenschaften der Anode als auch deren Resistenz gegen Passivierung und Abnutzung.
Edelmetallverbindungen von Heraeus werden dabei meist als Lösung aufgetragen, pyrolytisch zersetzt und dabei haftfest mit dem Untergrundmaterial verbunden.
| Verbindung | CAS-Nummer | Formel | Metallgehalt ca. | Farbe | Proben |
|---|---|---|---|---|---|
| Ruthenium(III) chlorid hydrate | 14898-67-0 |
RuCl3 · n H2O |
40 % | braunschwarz | |
| Ruthenium(III) chloride solution | 14898-67-0 | RuCl3 | bis zu 20 % | braun | |
| Trinitratonitrosylruthenium(II) | 34513-98-9 | [Ru(NO3)3(NO)] | 30 % | rotbraun | Online bestellen |
| Trinitratonitrosylruthenium(II) solution | 34513-98-9 | [Ru(NO3)3(NO)] | bis zu 15 % | weinrot | Online bestellen |
| Dihydrogen hexachloroiridate(IV) hydrate | 16941-92-7 | H2[IrCl6] · n H2O | 43 % | schwarz | |
| Dihydrogen hexachloroiridate(IV) solution, “Chloroiridic Acid”; “CIA” | 16941-92-7 | H2[IrCl6] | bis zu 25 % | braun | |
| Iridium(III) chloride hydrate | 14996-61-3 | IrCl3 · n H2O | 54 % | schwarz | |
| Iridium(III) chloride hydrate, Type G | 14996-61-3 | IrCl3 · n H2O | 54 % | grün | |
| Iridium(IV) chloride hydrate | 10025-97-5 | IrCl4 · n H2O | 53 % | schwarz | |
| Iridium(III) chloride solution | 10025-83-9 | IrCl3 | bis zu 10 % | dunkelbraun |
Brennstoffzellen erzeugen elektrische Energie durch direkte, kontrollierte chemische Umsetzung hochenergetischer Reaktionspartner. Angestrebt ist zum Beispiel die kontrollierte Reaktion des "Brennstoffs" Wasserstoff H2 mit Sauerstoff O2 zu Wasser H2O. Brennstoffzellen sind daher für die Automobiltechnik, die Kommunikationstechnologie und in abgeschlossenen Systemen wie der Raumfahrt von besonderem Interesse.
Bei einigen Brennstoffzellentechnologien dienen Platinkristallite bzw. Platinlegierungen, abgeschieden auf z. B. verschiedene Kohlenstoffmaterialien, als katalytisch aktive Elektroden. Andere PGMs werden hier auch eingesetzt.
Diese Pt-basierten Materialien finden auch Einsatz in der Polymerelektrolytmembran (PEM) Elektrolyse zur Erzeugung von H2, dem Energieträger der Zukunft. Darüber hinaus werden Iridium-basierte Materialen zur gleichzeitig notwendigen Wasserspaltung zu O2 eingesetzt.
| Verbindung | CAS-Nummer | Formel | Metallgehalt ca. | Farbe |
|---|---|---|---|---|
| Dihydrogen hexachloroplatinate(IV) hydrate “Chloroplatinic Acid“, “CPA” | 26023-84-7 | H2[PtCl6] · n H2O | 40 % | orange |
| Platinum black | 7440-06-4 | Pt | 90-100 % | schwarz |
| Pt nanoparticles on Carbon | 7440-06-4 | Pt/C | 10-40 % | schwarz |
| Iridium black | 7439-88-5 | Ir | 98 % | schwarz |
| Iridium(IV)oxide | 12030-49-8 | IrO2 | 85-86 % | schwarz |
| Iridium-Ruthenium-Oxides | IrxRu1-xO2 (0 < x < 1) | 76-86 % | schwarz | |
| Ruthenium(III) chlorid hydrate | 14898-67-0 | RuCl3 · n H2O | 40 % | bräunlich-schwarz |
| Platinum oxalate | blau |
Elektrochemische Sensoren dienen unter anderem der Detektion toxischer Gase (z. B. CO). Hierzu werden unterschiedliche Trägermaterialien mit Edelmetallen beschichtet.
|
Verbindung |
CAS-Nummer | Formel | Metallgehalt ca. | Farbe |
|---|---|---|---|---|
| Platinum black, Pt | 7440-06-4 | Pt | 90-100 % | schwarz |
| Iridium black | 7439-88-5 | Ir | 98 % | schwarz |
| Platinum/Ruthenium black | 7440-06-4 /7440-18-8 | Pt/Ru | 25/75 % | schwarz |
| Gold black | 7440-57-5 | Au | 97 % | braun |