Des chercheurs de l'Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk (DGIST) ont développé des nano-catalyseurs qui peuvent réduire le coût global des piles à combustible à énergie propre, selon une étude publiée dans la revue Catalyse appliquée B :Environnement .

Les piles à combustible à membrane électrolytique polymère (PEMFC) transforment l'énergie chimique produite lors d'une réaction entre l'hydrogène et l'oxygène en énergie électrique. Alors que les PEMFC sont une source prometteuse d'énergie propre, autonome et mobile, un peu comme les piles à combustible alcalines utilisées sur la navette spatiale américaine, ils reposent actuellement sur des matériaux coûteux. Mais les substances utilisées pour catalyser ces réactions chimiques se dégradent, soulevant des inquiétudes quant à la réutilisation et à la viabilité.

Le scientifique des matériaux énergétiques de la DGIST, Sangaraju Shanmugam, et son équipe ont développé des catalyseurs actifs et durables pour les PEMFC qui peuvent réduire les coûts de fabrication globaux. Les catalyseurs étaient des nanotiges de carbone dopées à l'azote avec des nanoparticules de cérium et de cobalt sur leurs surfaces; essentiellement, nanobâtonnets de carbone contenant de l'azote, cobalt et cérine. Ceria (PDG 2 ), une combinaison de cérium et d'oxygène, est un matériau semi-conducteur bon marché et respectueux de l'environnement qui possède d'excellentes capacités de réduction de l'oxygène.

Les fibres ont été fabriquées selon une technique connue sous le nom d'électrofilage, dans lequel une haute tension est appliquée à une goutte de liquide, former un jet de liquide chargé qui sèche ensuite à mi-vol pour devenir uniforme, particules de taille nanométrique. Les analyses des chercheurs ont confirmé que les particules de cérium et de cobalt étaient uniformément réparties dans les nanotiges de carbone et que les catalyseurs présentaient une capacité de production d'électricité améliorée.

Le catalyseur à base de cobalt sur cérium sur nanotiges de carbone dopé à l'azote s'est avéré plus actif et durable que les nanotiges de carbone dopées à l'azote uniquement au cobalt et le platine/carbone. Ils ont été explorés dans deux types importants de réactions chimiques pour la conversion et le stockage d'énergie :les réactions de réduction de l'oxygène et de dégagement d'oxygène.

Les chercheurs concluent que la cérine pourrait être considérée comme l'un des matériaux les plus prometteurs à utiliser avec le cobalt sur des nanotiges de carbone dopées à l'azote pour produire des catalyseurs stables avec une activité électrochimique améliorée dans les PEMFC et les dispositifs associés.