Edelmetalle, allen voran Platin, sind wichtige katalytische Materialien für eine Vielzahl chemischer Reaktionen. Beispielsweise wird Platin in bestimmten Brennstoffzellen eingesetzt.
Der breiten Kommerzialisierung dieser Brennstoffzellentechnologie steht allerdings entgegen, dass Platin selten und damit sehr teuer ist. Der wachsende Bedarf macht es notwendig, effiziente und umweltfreundliche Recyclingverfahren für Platin zu entwickeln.
Jing-Fang Huang und Hao-Yuan Chen von der National Chung Hsing University in Taiwan stellten in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen neuen Ansatz vor, der auf einer Auflösung des Metalls in einer ionischen Flüssigkeit basiert [siehe unten].
Das Recycling von Platin ist ein schwieriger, komplizierter Prozess. Der erste Schritt ist die Auflösung des gebrauchten Platins. Da Platin ein ganz besonders edles Metall ist, ist dies gar nicht so einfach. Als Lösungsmittel dienten bisher entweder das stark ätzende Königswasser, eine Mischung aus Salpeter- und Salzsäure, oder die so genannte Piranha-Säure, eine stark oxidierende Mischung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid. Daneben gibt es elektrochemische Verfahren, die aber zumeist hoch toxische Elektrolyte oder korrosive Medien benötigen oder giftige Gase freisetzen können. Außerdem kranken sie an zu geringen Stromdichten und einer Passivierung der Elektroden.
Huang und Chen haben nun ein neuartiges Verfahren entwickelt, das all diese Nachteile umgeht. Platin wird dabei elektrochemisch in einer Mischung aus Zinkchlorid und einer speziellen ionischen Flüssigkeit aufgelöst. Unter einer ionischen Flüssigkeit versteht man ein organisches Salz, das bereits bei Temperaturen unterhalb von 100 °C geschmolzen vorliegt. Ionische Flüssigkeiten gelten als umweltfreundliche Lösungsmittel, denn sie haben einen extrem geringen Dampfdruck und sind thermisch sehr stabil, sodass sie keine giftigen Stoffe freisetzen. Gleichzeitig verfügen sie über eine hohe ionische Leitfähigkeit, was sie für elektrochemische Anwendungen sehr interessant macht.
Das gebrauchte Platin wird in Form einer Elektrode eingesetzt, Spannung angelegt und die umgebende ionische Flüssigkeit auf etwa 100 °C erhitzt. Das Platin löst sich dann erstaunlich rasch auf. Anschließend lässt sich das gelöste Platin als reines Metall oder als Legierung mit Zink auf einer Trägerelektrode einfach wieder abscheiden, ohne dass die Lösung zuvor behandelt werden muss. Die Wissenschaftler zeigen sich optimistisch, dass sich der Prozess auch auf andere Edelmetalle anpassen lässt.
"Wir tun unser Bestes, Wege für eine effektive Ausnutzung von Edelmetallen zu finden", so Huang. "Das Recycling ist eine mögliche Strategie. Unser neuer Prozess ist sicher noch nicht das Optimum. Wir werden ihn kontinuierlich modifizieren, um den Anwendungsbereich zu verbreitern, und suchen nach besseren Prozessen."
Dr. Jing-Fang Huang ist außerordentlicher Professor für Chemie an der National Chung Hsing University in Taiwan. Seine Hauptgebiete sind Elektrochemie, Sensoren und Energie. In letzter Zeit interessiert er sich besonders für die Entwicklung ionischer Flüssigkeiten, die für die Synthese funktioneller Materialien, Sensoren und Brennstoffzellen geeignet sein könnten.
Zusatzinformationen:
Prof. Dr. Jing-Fang Huang, Hao-Yuan Chen:
Heat-Assisted Electrodissolution of Platinum in an Ionic Liquid.
In: Angewandte Chemie; online veröffentlicht am 12. Januar 2011, DOI 10.1002/ange.201107997
Quelle: Angewandte Chemie, Presseinformation Nr. 01/2012
Aktualisiert am 16.01.2012.
Permalink: https://www.internetchemie.info/news/2012/jan12/platin-elektroaufloesung.php
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