Les voitures à hydrogène pourraient bientôt devenir plus qu'une simple nouveauté après qu'une équipe de scientifiques dirigée par l'UNSW a démontré un moyen beaucoup moins cher et durable de créer l'hydrogène nécessaire pour les alimenter.

Dans une recherche publiée dans Communication Nature récemment, scientifiques de l'UNSW Sydney, L'Université Griffith et l'Université de technologie de Swinburne ont montré que capturer l'hydrogène en le séparant de l'oxygène dans l'eau peut être réalisé en utilisant des métaux à faible coût comme le fer et le nickel comme catalyseurs, qui accélèrent cette réaction chimique tout en nécessitant moins d'énergie.

Fer et nickel, que l'on trouve en abondance sur Terre, remplacerait les métaux précieux ruthénium, le platine et l'iridium qui sont jusqu'à présent considérés comme des catalyseurs de référence dans le procédé de « water-splitting ».

Le professeur Chuan Zhao de l'École de chimie de l'UNSW a déclaré à propos de la division de l'eau :deux électrodes appliquent une charge électrique à l'eau qui permet de séparer l'hydrogène de l'oxygène et de l'utiliser comme énergie dans une pile à combustible.

"Ce que nous faisons, c'est enduire les électrodes de notre catalyseur pour réduire la consommation d'énergie, " dit-il. " Sur ce catalyseur, il y a une minuscule interface à l'échelle nanométrique où le fer et le nickel se rencontrent au niveau atomique, qui devient un site actif de fractionnement de l'eau. C'est là que l'hydrogène peut être séparé de l'oxygène et capturé comme carburant, et l'oxygène peut être libéré en tant que déchet respectueux de l'environnement."

En 2015, L'équipe du professeur Zhao a inventé une électrode nickel-fer pour la génération d'oxygène avec une efficacité record. Cependant, Le professeur Zhao dit que tout seul, le fer et le nickel ne sont pas de bons catalyseurs pour la production d'hydrogène, mais là où ils se rejoignent à l'échelle nanométrique, c'est « là où la magie opère ».

"L'interface nanométrique modifie fondamentalement la propriété de ces matériaux, " dit-il. " Nos résultats montrent que le catalyseur nickel-fer peut être aussi actif que celui au platine pour la production d'hydrogène.

"Un avantage supplémentaire est que notre électrode nickel-fer peut catalyser à la fois la génération d'hydrogène et d'oxygène, donc non seulement pourrions-nous réduire les coûts de production en utilisant des éléments abondants sur Terre, mais aussi les coûts de fabrication d'un catalyseur au lieu de deux."

Un rapide coup d'œil aux prix des métaux d'aujourd'hui montre pourquoi cela pourrait changer la donne pour accélérer la transition vers la soi-disant économie de l'hydrogène. Le fer et le nickel sont au prix de 0,13 $ et 19,65 $ le kilogramme. Par contre, ruthénium, le platine et l'iridium sont au prix de 11,77 $, 42,13 $ et 69,58 $ le gramme, en d'autres termes, des milliers de fois plus cher.

« En ce moment, dans notre économie des combustibles fossiles, nous avons cette énorme incitation à passer à une économie de l'hydrogène afin que nous puissions utiliser l'hydrogène comme vecteur d'énergie propre qui est abondant sur Terre, " dit le professeur Zhao.

"Nous parlons d'économie de l'hydrogène depuis des lustres, mais cette fois, on dirait que ça va vraiment arriver."

Le professeur Zhao dit que si la technologie de séparation de l'eau est développée davantage, il pourrait y avoir un jour des stations de ravitaillement en hydrogène un peu comme les stations-service d'aujourd'hui où vous pourriez aller remplir votre voiture à pile à combustible à hydrogène avec de l'hydrogène gazeux produit par cette réaction de division de l'eau. Le ravitaillement pourrait être fait en quelques minutes par rapport aux heures dans le cas des voitures électriques alimentées par batterie au lithium.

"Nous espérons que nos recherches pourront être utilisées par des stations comme celles-ci pour fabriquer leur propre hydrogène en utilisant des sources durables telles que l'eau, solaire et ces low cost, pourtant efficace, catalyseurs."