(PhysOrg.com) -- Les ingénieurs de l'UC San Diego utilisent la nanotechnologie pour augmenter l'efficacité et améliorer les performances des piles à combustible, ce qui pourrait stimuler les options d'énergie renouvelable et réduire les émissions toxiques.

Les rendements actuels des piles à combustible sont considérablement limités, en partie à cause d'une réaction inhibitrice d'un sous-produit. Les chercheurs de l'UC San Diego ont synthétisé des nanoparticules bimétalliques (NP), qui sont des matériaux prometteurs pour la catalyse des piles à combustible en raison des propriétés combinées de deux métaux.

Su-Wen Hsu, étudiant diplômé en nano-ingénierie, mettra en évidence ce travail dans son affiche intitulée « Dépôt galvanique à gabarit polyélectrolytique pour les nanoparticules bimétalliques » lors de l'exposition de recherche le 14 avril.

Hsu et son équipe de recherche utilisent des NP bimétalliques pour optimiser les performances des catalyseurs actuels de piles à combustible en améliorant l'activité et la sélectivité du catalyseur.
Un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique sans être consommée ni modifiée chimiquement, et le fait en réduisant l'énergie nécessaire pour que la réaction se déroule. Pour que les piles à combustible deviennent une solution économique viable, leurs procédés catalytiques doivent être optimisés. Par exemple, la séparation de l'eau en hydrogène et oxygène pour alimenter une pile à combustible est un processus hautement souhaitable, mais l'activité catalytique de ce système doit être améliorée.

« Nous avons modifié les charges de surface des Ag NPs en utilisant des polyélectrolytes chargés différemment et les avons utilisés comme modèles pour le déplacement galvanique avec Au, ", a déclaré Hsu. « Les NP chargées positivement ont généré des structures de coque bimétalliques creuses, et les NP chargées négativement ont généré des structures bimétalliques poreuses et agrégées.

« L'effet synergique des NP Ag/Au en fait d'excellents catalyseurs pour l'oxydation du CO et peut conduire à une application potentielle dans les piles à combustible, " a ajouté Hsu, dont le conseiller est Andrea Tao, professeur de nano-ingénierie à l'UC San Diego. « La capacité d'adapter la morphologie et la composition des NP nous permettra d'évaluer ces NP bimétalliques en tant que nanocatalyseurs potentiels pour une réaction à basse température. »

Pour Hsu et son équipe, ils font un pas de plus vers le développement des piles à combustible, qui peut être utilisé pour alimenter la production en portable, applications stationnaires et de transport comme l'électronique grand public, unités résidentielles et véhicules spéciaux. La nanotechnologie devrait améliorer les propriétés des matériaux, la fonctionnalité et les performances des composants, et diminuer le prix des piles à combustible.

« Il existe de nombreuses propriétés spéciales dans les matériaux de taille nanométrique par rapport aux matériaux en vrac. C'est la partie la plus intéressante de la nano-ingénierie, ", a déclaré Hsu. « J'espère pouvoir mieux comprendre ce domaine. À l'avenir, nous mesurerons certaines propriétés des nanoparticules bimétalliques pour prouver que ces NP bimétalliques peuvent être utilisées dans des catalyseurs dans différents domaines."