L'inquiétude croissante suscitée par la crise énergétique et la gravité de la contamination de l'environnement exigent de toute urgence le développement de sources d'énergie renouvelables en tant qu'alternatives réalisables à la diminution des combustibles fossiles. En raison de sa densité énergétique élevée et de ses caractéristiques respectueuses de l'environnement, l'hydrogène moléculaire est un vecteur énergétique attrayant et prometteur pour répondre aux futures demandes énergétiques mondiales.

Dans de nombreuses approches de production d'hydrogène, la réaction de dégagement d'hydrogène électrocatalytique (HER) à partir de la séparation de l'eau est la voie la plus économique et la plus efficace pour la future économie de l'hydrogène. Pour accélérer la cinétique lente de HER, notamment dans les électrolytes alcalins, des électrocatalyseurs hautement actifs et durables sont essentiels pour réduire la surtension cinétique HER. Electrocatalyseur HER de référence avec une surtension HER nulle, le platine métal précieux (Pt) joue un rôle dominant dans les technologies actuelles de production de H2, tels que les électrolyseurs eau-alcali. Malheureusement, la rareté et le coût élevé du Pt entravent sérieusement ses applications à grande échelle dans les HER électrocatalytiques.

L'équipe du Prof. Xinliang Feng de la Technische Universität Dresden (Allemagne)/ Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed), en collaboration avec l'Université de Lyon, ENS de Lyon, Centre national de la recherche scientifique (CNRS, La France), l'Université du Tohoku (Japon) et l'Institut Fraunhofer des technologies et systèmes céramiques (IKTS) (Allemagne), ont rapporté un électrocatalyseur MoNi4 à faible coût ancré sur des cuboïdes MoO2, qui sont alignés verticalement sur de la mousse de nickel (MoNi4/MoO2@Ni).

Les nanoparticules de MoNi4 sont construites in situ sur les cuboïdes de MoO2 en contrôlant la diffusion vers l'extérieur des atomes de Ni. Le MoNi4/MoO2@Ni résultant présente une activité HER élevée qui est hautement comparable à celle du catalyseur Pt et présente une activité HER de pointe parmi tous les électrocatalyseurs sans Pt rapportés. Des études expérimentales révèlent que l'électrocatalyseur MoNi4 se comporte comme le centre hautement actif et manifeste une cinétique HER rapide déterminée par Tafel. Par ailleurs, Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) déterminent que la barrière d'énergie cinétique de l'étape de Volmer pour l'électrocatalyseur MoNi4 est considérablement réduite. La préparation à grande échelle et l'excellente stabilité catalytique offrent au MoNi4/MoO2@Ni une utilisation prometteuse dans les électrolyseurs aqueux et alcalins pour la production d'hydrogène. Par conséquent, l'exploration et la compréhension de l'électrocatalyseur MoNi4 offrent une alternative prometteuse aux catalyseurs au Pt pour des applications émergentes dans la production d'énergie.