Les piles à combustible alimentées par des réactions électrocatalytiques ont le potentiel d'éliminer la pollution causée par la combustion de combustibles fossiles, s'ils pouvaient être rendus plus efficaces. La clé d'une plus grande efficacité réside dans les réactions chimiques à la surface des matériaux impliqués. Une équipe internationale de scientifiques a scruté en profondeur les réactions moléculaires de l'éthanol sur les surfaces d'or dans des environnements alcalins généralement observés dans les modèles de piles à combustible.

Les piles à combustible convertissent l'énergie chimique en énergie électrique propre grâce à une série de réactions. Des changements dans la chimie de surface au cours de ces réactions peuvent influencer à la fois l'efficacité catalytique et les réactions elles-mêmes. En fournissant un aperçu fondamental de la chimie de surface, ce travail donne aux scientifiques une image plus complète du processus catalytique et les aidera à concevoir de meilleures piles à combustible pouvant être utilisées pour alimenter un seul appareil tel que votre ordinateur portable ou un réseau électrique local.

Scientifiques de l'Académie chinoise des sciences, Centre national chinois de spectrométrie de masse, et EMSL, le Laboratoire des sciences moléculaires de l'environnement, une installation utilisateur de l'Office of Science du département de l'Énergie des États-Unis, conçu et fabriqué un moyen puissant de visualiser la transformation de surfaces d'or minces à l'intérieur d'une pile à combustible à alcool direct. Ce travail a utilisé le spectromètre de masse à ions secondaires à temps de vol de l'EMSL, et a permis à l'équipe d'examiner le fonctionnement moléculaire des réactions catalytiques. Ces travaux ont fourni des preuves moléculaires directes des changements que subit l'or dans ces réactions. Les scientifiques ont également identifié des sites actifs supplémentaires, des endroits à la surface où la conversion nécessaire peut avoir lieu. Ces informations et d'autres fourniront des informations utiles pour optimiser l'efficacité des piles à combustible.