RuO2basierte

RuO2-basierte Materialien bezeichnen Verbindungen, die RuO2 als dominierenden Bestandteil enthalten oder RuO2-haltige Mischoxide darstellen. Typische Beispiele sind RuO2-TiO2- oder RuO2-SnO2-Systeme. Diese Materialien zeichnen sich durch hohe elektrische Leitfähigkeit, gute chemische Stabilität in sauren Elektrolyten und ausgeprägte elektrochemische Aktivität aus.

Strukturell kristallisiert RuO2 meist in der Rutile-Phase. In nanostrukturierten Formen vergrößern sich Oberfläche und Aktivität, sodass RuO2-basierte Mischoxide als Katalysatoren mit hoher Reaktivität dienen, insbesondere für die Sauerstoffentwicklung (OER). Allerdings ist Ruthenium ein teures, seltenes Metall, und Ru kann unter hohen Anodenspannungen teilweise lösen, was Lebensdauerprobleme verursachen kann.

Herstellungsmethoden umfassen elektrochemische Abscheidung, Sol-Gel-, Hydrothermalsynthese sowie Pulverbeschichtungen und Dünnschicht-Beschichtungen (Sputtering). Durch Dotierung mit TiO2, SnO2, IrO2 oder anderen Oxiden lassen sich Stabilität, Leitfähigkeit und katalytische Aktivität gezielt steuern. Nanostrukturierte RuO2-Materialien zeigen oft erhöhte Oberflächenbereiche und verbesserte Kapazitäten in Anwendungen der Superkondensatoren (pseudokapazitive Beiträge).

Anwendungsgebiete reichen von elektrochemischen Energiespeichern über die Chlorkali-Industrie bis hin zu OER-Katalysatoren in Wasserelektrolysen. RuO2-basierte Mischoxide liefern hohe Aktivität und gute Stabilität, doch kostenintensive Komponenten begrenzen ihren großflächigen Einsatz. Forschung zielt auf Reduktion des Ru-Einsatzes, verbesserte Stabilität und Recycling.

Zusammenfassend stellen RuO2-basierte Materialien aufgrund ihrer elektrochemischen Leistungsfähigkeit in sauren Medien eine wichtige Klasse von Katalysatoren und Energiespeichern dar, deren wirtschaftliche Attraktivität durch Kosten und Verfügbarkeit begrenzt ist.