Électrolyse, fractionner les molécules d'eau avec de l'électricité, est le moyen le plus propre d'obtenir de l'hydrogène, un carburant propre et renouvelable. Maintenant, chercheurs à l'ICIQ et à l'URV, dirigé par le professeur José Ramón Galán-Mascarós, ont conçu un nouveau catalyseur qui réduit le coût de production électrolytique d'hydrogène. Les catalyseurs réduisent la quantité d'électricité nécessaire pour rompre les liaisons chimiques, accélérer la réaction et minimiser le gaspillage d'énergie.

"Normalement, l'hydrogène est obtenu à partir d'un procédé bon marché appelé reformage à la vapeur. Mais ce n'est pas de l'hydrogène propre - ce processus utilise du gaz naturel et produit du dioxyde de carbone et d'autres contaminants, " dit Galán-Mascarós. " Casser la molécule d'eau est plus propre, mais ce n'est pas facile. Nous devons développer à bas prix, des catalyseurs performants qui nous permettent d'obtenir de l'hydrogène à un prix compétitif, " dit-il. A ce jour, les meilleurs catalyseurs sont à base d'oxydes d'iridium, mais l'iridium est un métal précieux très cher et rare.

Les chimistes de l'ICIQ et de l'URV ont découvert un composé à base de cobalt et appelé polyoxométalate qui peut mieux catalyser la division de l'eau que l'iridium. « Les polyoxométalates sont des oxydes moléculaires nanométriques qui combinent le meilleur de deux mondes :l'activité des oxydes et la polyvalence des molécules, " explique Marta Blasco-Ahicart, chercheur postdoctoral à l'ICIQ et premier auteur du Chimie de la nature papier. "Nos polyoxométalates sont bien moins chers que l'iridium et nous permettent de travailler en milieu acide, le média optimal pour générer de l'oxygène, normalement un inconvénient pour les catalyseurs, qui sont généralement consommés par l'acide, " dit Blasco-Ahicart.

Joaquin Soriano, co-auteur de l'article et actuellement chercheur postdoctoral au Trinity College de Dublin, dit, "Nos catalyseurs fonctionnent particulièrement bien lorsque nous travaillons avec des tensions faibles. Cela peut sembler être un inconvénient, mais c'est en fait un avantage. Il économise de l'électricité et nous permettra bientôt d'obtenir l'énergie nécessaire à la séparation de l'eau à partir de sources renouvelables comme les panneaux solaires. »

Les chercheurs présentent une découverte supplémentaire. Lorsque les catalyseurs sont supportés dans un matériau partiellement hydrophobe, l'efficacité du processus s'améliore. Cela génère un réacteur "étanche" dans lequel l'électrolyse avance plus vite, et améliore également la durée de vie des catalyseurs. La nouvelle méthodologie améliore non seulement les performances des nouveaux polyoxométalates de cobalt-tungstène, mais aussi beaucoup d'autres systèmes catalytiques. Actuellement, les chercheurs étudient de nouvelles façons de tirer parti de cette découverte, développer de nouveaux échafaudages hydrophobes pour augmenter encore l'efficacité de la séparation de l'eau, une étape fondamentale vers l'évolution de la photosynthèse artificielle.