Eine Studie eines Teams am spanischen Zentrum für Biochemie und Molekulare Materialforschung zeigt, dass eine Vanadium-basierte Molekülverbindung ihre katalytischen Reaktionswege durch verschiedene Assemblierungsmethoden umschalten und so die Produktion von Sauerstoff oder Wasserstoff effizient fördern kann. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Advanced Materials* veröffentlicht.

Das Forschungsteam kombinierte einen Vanadiumcluster mit Kohlenstoffnanoröhren zu einem Hybridmaterial. Teamleiterin Maria Jiménez-Lopez betonte: „Der Schlüssel liegt nicht im Metallcluster selbst, sondern in der Anordnung der umgebenden organischen Kationen.“ Bei der physikalischen Mischung des Materials mit Nanoröhren werden sogenannte TRIS⁺-Kationen in der Kristallstruktur fixiert, wodurch die Reaktion über einen spezifischen Oxidationsmechanismus Sauerstoff produziert. Wird das Material gerichtet assembliert, werden dieselben Kationen freigesetzt und zur Oberfläche hin ausgerichtet. Sie wirken als Protonenfänger und verwandeln das System so in einen hocheffizienten Wasserstoff-produzierenden Katalysator.

Elektrochemische Testergebnisse zeigen, dass das Material in der Sauerstoff-produzierenden Konfiguration eine ähnliche Leistung wie kommerzielle Iridium-Katalysatoren aufweist; in der Wasserstoff-produzierenden Konfiguration erreicht seine Effizienz nahezu die von Platin-Referenzkatalysatoren. „Diese Arbeit bestätigt, dass die katalytische Schaltbarkeit topologischer und mikrostruktureller Natur ist, nicht aber von der Zusammensetzung abhängt“, so Jiménez-Lopez. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven für die Entwicklung funktional anpassbarer Katalysatoren.

Diese Forschung liefert nicht nur ein potenzielles katalysatorisches Material ohne Edelmetalle für die Produktion von grünem Wasserstoff, sondern demonstriert auch ein neues Paradigma zur Programmierung der Katalysatorfunktion durch die Kontrolle der molekularen Selbstorganisation. Dies könnte einen vielversprechenden Weg für die Entwicklung fortschrittlicher Materialien zur Energieumwandlung ebnen.

Weitere Informationen: Autoren: Eugenia P. Quirós‐Díez et al., Titel: „POM-basierter Wasserspaltungskatalysator, angetrieben durch seine Selbstorganisation auf Kohlenstoffnanoröhren unter sauren Bedingungen“, veröffentlicht in *Advanced Materials* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Advanced Materials*