Une nouvelle méthode de synthèse de catalyseur, capable de générer de l'hydrogène à partir de levures, les principaux micro-organismes impliqués dans la fermentation de l'alcool et du pain, a été développé. Le nouveau système peut décomposer efficacement l'eau en oxygène et hydrogène, en utilisant des substances trouvées dans la biomasse des levures résiduelles. Outre, cette méthode est peu coûteuse, a un rendement élevé, et devrait donc réduire le coût de production d'hydrogène à partir de la décomposition de l'eau.

Une équipe de recherche, dirigé par le professeur distingué Kwang S. Kim (National Honor Scientist of Korea) de l'École des sciences naturelles de l'UNIST, a développé avec succès une nouvelle méthode de synthèse de catalyseur qui peut décomposer efficacement l'eau en oxygène et en hydrogène à l'aide de biomasse de levure usée. Outre, en recouvrant le support à base de levure de matériaux à base de ruthénium (Ru) et de fer (Fe), ils ont développé un nouveau matériau catalytique qui présente d'excellentes performances à la fois pour la génération d'hydrogène et d'oxygène.

L'hydrogène est la source d'énergie primaire la plus propre sur terre. L'électrolyse de l'eau est un moyen de produire de l'hydrogène respectueux de l'environnement. Cependant, une telle méthode nécessitait des catalyseurs à base de métal noble, comme le platine (Pt) pour l'HER et l'iridium (Ir) pour l'OER. Cependant, ces catalyseurs sont généralement rares, cher, et moins durable.

L'équipe de recherche s'est concentrée sur la biomasse des levures résiduelles, comme matériau catalyseur qui améliorera à la fois la production d'oxygène et d'hydrogène, en remplaçant les catalyseurs de métaux nobles, tels que Pt ou Ir. Parce que la levure est un organisme vivant, il est riche en substances, comme le carbone (C), phosphore (P), soufre (S), et de l'azote (N) même lorsqu'ils sont épuisés et jetés.

De tels matériaux peuvent avoir une augmentation de la conductivité électrique, ainsi que des rassemblements pratiques pouvant contenir d'autres matériaux pour aider à fixer les particules métalliques. Cette caractéristique a le potentiel de faire un bon catalyseur, finalement.

Dans l'étude, l'équipe de recherche a créé deux catalyseurs qui favorisent la génération d'hydrogène et d'oxygène, l'utilisation de levures usagées comme support de catalyseur. Ils ont signalé la production d'hydrogène et d'oxygène dans de l'hydroxyde de potassium 1 M en utilisant des atomes simples de ruthénium (RuSAs) ainsi que des nanoparticules de Ru (RuNPs) intégrées dans le MHC (RuSAs + RuNPs@MHC) comme cathode et magnétite (Fe 3 O 4 ) pris en charge sur MHC (Fe 3 O 4 @MHC) comme anode. Le catalyseur RuSAs + RuNPs@MHC surpasse le catalyseur commercial de pointe au platine sur carbone pour la réaction de dégagement d'hydrogène en termes de surtension, densité de courant d'échange, Pente Tafel et durabilité. Par ailleurs, par rapport aux catalyseurs adoptés industriellement (c'est-à-dire oxyde d'iridium), le Fe 3 O 4 Le catalyseur @MHC affiche une activité de réaction de dégagement d'oxygène exceptionnelle.

L'équipe de recherche a noté, "Pour le fractionnement de l'eau entière, il nécessite une tension solaire de 1,74 V pour conduire ~ 30 mA, avec une stabilité à long terme remarquable en présence (12 h) et en l'absence (58 h) d'exposition au soleil extérieur, comme une stratégie prometteuse vers un développement énergétique durable."

« Les matériaux dérivés de la biomasse de levure peuvent aider à développer des des catalyseurs écologiques et économiques pour améliorer la durabilité de la production d'hydrogène, " dit le professeur distingué Kim. " Par rapport au charbon et au pétrole, la levure usagée est écologique, peu coûteux, et la biomasse facilement disponible, et les résultats de l'étude suggèrent une nouvelle application de la biomasse de levure usée."

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Durabilité de la nature .