Les chimistes de Leyde Marc Koper et Ian McCrum ont découvert que le degré auquel un métal se lie à l'atome d'oxygène de l'eau est décisif pour la qualité de la conversion chimique de l'eau en hydrogène moléculaire. Cette connaissance aide à développer de meilleurs catalyseurs pour la production d'hydrogène durable, une matière première importante pour l'industrie chimique et le carburant nécessaire aux voitures à hydrogène respectueuses de l'environnement. Parution dans Énergie naturelle .

Depuis des années, un débat houleux s'est engagé dans la littérature :comment accélérer la production électrochimique d'hydrogène sur des électrodes de platine en milieu alcalin ? Le chimiste Ian McCrum a regardé de côté et a conclu qu'une partie du débat était causée par le fait que les débatteurs regardaient des électrodes légèrement différentes, rendant les résultats incomparables. Il est temps de changer ça, McCrum pensa, qui était alors postdoctorant LEaDing Fellow dans le groupe du professeur Marc Koper.

Cristal de platine

McCrum, qui travaille maintenant en Amérique, utilisé un cristal de platine spécial. Pour comprendre ce qui est si spécial à propos de ce cristal, nous devons zoomer sur la surface du platine. Ce n'est pas plat et lisse, mais irrégulier avec de petits pas et des plis. Et c'est précisément au niveau de ces irrégularités que se produisent les réactions chimiques. McCrum a conçu le cristal spécial de telle sorte que la surface présente le même nombre de ces irrégularités dans tout le cristal. Il a ensuite décoré les bords avec différents métaux, comme le ruthénium et le molybdène. De cette façon, il s'est assuré que toutes les électrodes avaient exactement la même structure atomique, mais à chaque fois avec un métal différent dans les bords. Cela lui a permis de faire varier l'interaction de l'électrode avec l'atome d'oxygène de l'eau de manière systématique et bien définie.

Les mesures ont alors commencé, avec un résultat surprenant. Marc Koper dit, "Notre avancée est qu'il semble y avoir un lien clair entre l'activité de l'électrode pour fabriquer de l'hydrogène et le degré auquel le métal dans le bord se lie à l'atome d'oxygène de l'eau." Ce dernier est également connu sous le nom d'oxophilie, avec oxophile signifiant littéralement amoureux de l'oxygène. "Nous avons même trouvé un optimum pour cette oxophilie, " dit Koper. " Nous avons maintenant définitivement établi que l'oxophilie de la surface joue un rôle très important dans l'électrolyse. " Les scientifiques ont également développé un modèle pour expliquer l'existence de cet optimum.

Vers un hydrogène durable

Les résultats sont un grand pas en avant dans le débat scientifique. Koper dit, "Cette nouvelle connaissance est importante dans notre domaine. Parce que nous avons trouvé un optimum en oxophilie, nous pouvons rechercher plus spécifiquement de meilleurs catalyseurs pour la production durable d'hydrogène."