Einleitung
Wasserstoff gilt als Schlüsselressource für eine nachhaltige Energiezukunft und spielt eine entscheidende Rolle bei den Bemühungen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die globalen CO₂-Emissionen zu senken. Die Herkunft von Wasserstoff wird häufig durch ein Farbsystem angegeben, das die verschiedenen Produktionsmethoden und ihre Umweltauswirkungen widerspiegelt. Grüner Wasserstoff, der durch Elektrolyse unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen hergestellt wird, gilt als die umweltfreundlichste Option, während blauer Wasserstoff durch Dampfreformierung von Erdgas mit CO₂-Abscheidung erzeugt wird. Im Gegensatz dazu hat grauer Wasserstoff einen größeren ökologischen Fußabdruck, da er aus fossilen Brennstoffen ohne CO₂-Reduktion hergestellt wird [1, 2].
Die alkalische Elektrolyse ist ein zentrales Verfahren zur Erzeugung von grünem Wasserstoff, bei dem Wasser mit Hilfe von elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Diese Technologie ist besonders interessant, da sie auf kostengünstigen Katalysatoren beruht und in alkalischen Medien arbeitet, was zu einer verbesserten Effizienz führen kann [3]. Ein kritischer Schritt in diesem Prozess ist die HER, die durch verschiedene Katalysatoren unterstützt wird. Zu den häufig verwendeten Katalysatoren gehören Nickel, Platin, Kobalt, Molybdän und Eisen, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben [4-6]. Insbesondere Barium-Strontium-Kobalt-Eisen-Oxid (BSCF), ein Mischoxid, zeichnet sich durch seine hohe katalytische Aktivität und Stabilität in alkalischen Medien aus, was es zu einem vielversprechenden Katalysator für den HER macht [7, 8]. Die Abstimmbarkeit der Zusammensetzung von BSCF ermöglicht die Optimierung seiner Eigenschaften, was zu einer verbesserten Leistung bei der Wasserstoffproduktion führt [9].
In dieser Arbeit wird das Material Ba0.5Sr0.5Co08Fe0.2O3‑δ als ein entscheidender Schritt im Prozess synthetisiert. Diese Methode bietet einen erheblichen Vorteil gegenüber der traditionell verwendeten Festkörperreaktion, vor allem aufgrund ihrer Fähigkeit, eine einheitlichere Partikelgröße und eine höhere Phasenreinheit zu erreichen. Die präzise Steuerung der Synthesebedingungen in einem pulsierenden Heißgasstrom ermöglicht eine bessere Homogenität des Endprodukts, was für die Optimierung der katalytischen Leistung entscheidend ist. Darüber hinaus kann die Glatt Pulversynthese die Reaktionszeiten und den Energieverbrauch reduzieren, was sie zu einer effizienteren Alternative für die Herstellung von Hochleistungskatalysatoren für das HER macht.
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