Experimente:
Versuch: Cu-Katalyse bei Galvanischen Elementen
Versuch: Herstellung von Platinquarzwolle
Versuch: Aktivieren der Platin-Elektroden

Wir hatten gesehen: Je konzentrierter ein Katalysator ist, desto stärker ist seine Wirkung auf die Reaktionsgeschwindigkeit (-> Webseite). Bei heterogenen Katalysen definiert sich die Konzentration des Katalysators über seine für die Reaktanden verfügbare Oberfläche.

Man sollte einmal ausrechnen, wie sich die Oberfläche eines Würfels vergrößert, wenn man ihn in immer kleinere Würfel zerteilt (-> Webseite). Mit jedem Teilungsschritt verdoppelt sich die Oberfläche. Bei 27 Teilungsschritten hat man aus einem Würfel mit 1 cm Kantenlänge Spaltwürfel mit einer Kantenlänge von 10^-8 cm hergestellt, ist also in atomare Dimension vorgedrungen. Die Oberfläche beträgt nun statt 6 cm² etwa 8 Hektar!

Beispiel Metallkontakte
Platin ist ein typischer heterogener Katalysator. Je feiner er verteilt wird, desto größer ist bei gleicher Masse die Kontaktfläche mit den Edukten der Reaktion. Platinnetze sind deshalb schon besser als Platinbleche. Zum noch stärkeren Vergrößern der Elektroden-Oberflächen "platiniert" man die Metalloberfläche. So stellt man feinstverteilte Platinkristalle her. Dazu fällt man Platin reduktiv auf dem Trägermaterial aus seinen Lösungen aus. Das kann durch ein chemisches Reduktionsmittel (-> Versuch) oder kathodisch durch Elektrolyse (-> Versuch) erfolgen. Es bildet sich ein schwarzer Überzug, das "Platinmohr". Ein Problem ist, dass die feinen Kriställchen langsam zusammenwachsen und die Oberfläche dadurch verkleinern. Deshalb muss man das Platinieren des Platins öfter wiederholen.
Beim Katalysator zur Abgasreinigung ("Auto-Kat im Kat-Auto") ist das Platin so fein auf keramischem Material verteilt, dass man es gar nicht sehen kann. Dadurch wird nicht nur seine Oberfläche vergrößert, sondern die Pt-Kriställchen werden auch noch vorm Zusammensintern geschützt.
Man kann auch feinstverteiltes Nickelpulver sintern (Raney-Nickel). Diese Nickelschäume sind relativ stabil. Sie werden gern als Material bei Gasreaktionen (wie an den Elektroden der Brennstoffzellen) genommen.

Beispiel Elektrodenoberflächen
In der Elektrochemie wirken Elektroden als heterogene Redox-Katalysatoren. Das gilt immer bei Elektrolysen. Bei einigen galvanischen Elementen wie den Brennstoffzellen haben wir es mit inerten Redox-Elektroden ("III. Art") zu tun. Aber auch die aus Kupfer gefertigte Kathode bei den Volta-Elementen ist hier einzuordnen (-> Versuch). Je größer sie ist, desto mehr Wasserstoff-Ionen können entladen werden.

Bei Elektrolysen erhöht man die Abscheidegeschwindigkeit, indem man die Elektroden-Oberflächen vergrößert. Folglich können mehr Ionen an die Oberfläche gelangen, der Ladungsaustausch erhöht sich. Damit erhöht man die Stromdichte und somit nach den Faradayschen Gesetzen auch den Stoffumsatz.

Auch bei galvanischen Elementen mit katalytisch wirkenden Redox-Elektroden III. Art wird durch eine Vergrößerung der Elektrodenoberfläche und damit verbundene größere Stromdichte die Energieausbeute erhöht. Leider lässt sich dieser Effekt im Schulunterricht nur schwer zeigen.

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