L'avenir de la chimie est « électrisant ». Avec la disponibilité croissante de l'énergie électrique à partir de sources renouvelables, il sera possible à l'avenir de piloter de nombreux procédés chimiques à l'aide d'un courant électrique. Cela facilitera l'utilisation de méthodes durables pour fabriquer des produits ou des carburants, remplaçant les procédés actuels basés sur les combustibles fossiles. Cependant, le fonctionnement exact de ces électrocatalyseurs n'est pas encore entièrement compris. Tout cela pourrait maintenant changer avec une nouvelle méthode développée par des chercheurs de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) et de l'Institut Helmholtz Erlangen-Nürnberg pour les énergies renouvelables (HI ERN).

Les réactions entraînées par l'électricité utilisent presque toujours des électrocatalyseurs, qui sont généralement des matériaux très complexes constitués d'un grand nombre de composants chimiques. Le rôle des électrocatalyseurs est d'assurer le déroulement de la réaction en minimisant les pertes, gaspillant ainsi le moins possible d'énergie renouvelable, ce qui est complexe à produire. Cette méthode peut être utilisée pour produire des vecteurs énergétiques importants tels que l'hydrogène directement à partir de l'eau et pour convertir des gaz climatiques tels que le dioxyde de carbone en produits chimiques de base précieux. Dans la plupart des cas, les processus chimiques précis dans les électrocatalyseurs ne sont pas très bien compris. Améliorer la compréhension de cette chimie électrique est essentiel, d'une part de fabriquer de manière ciblée des catalyseurs pour de nouveaux procédés et, de l'autre, pour améliorer la durée de vie souvent extrêmement limitée des catalyseurs eux-mêmes.

Comme indiqué dans le journal Matériaux naturels , chercheurs de la FAU, HI-ERN et ses groupes partenaires internationaux ont maintenant développé une nouvelle méthode qui permettra d'étudier les réactions électrocatalytiques de manière beaucoup plus détaillée à l'avenir. En collaboration avec le Prof. Dr. Karl Mayrhofer à HI-ERN, le groupe de travail dirigé par le Prof. Dr. Jörg Libuda, Professeur de Chimie Physique à la FAU, ont démontré qu'il est possible de construire un électrocatalyseur complexe avec une précision atomique et de l'utiliser pour étudier le mécanisme précis des réactions électrocatalytiques. Les catalyseurs sont assemblés dans des conditions dites d'ultra-vide, en l'absence totale de tous les contaminants qui influencent souvent les résultats. Cette percée permettra aux scientifiques d'étudier un grand nombre d'autres catalyseurs en utilisant la même stratégie, améliorant ainsi notre compréhension de la chimie « électrifiée » à l'avenir.