Un nouveau dispositif conçu pour aider les scientifiques à étudier en détail ce qui se passe lors des réactions électrochimiques a été développé par des chercheurs du Centre d'innovation dans les nouvelles énergies (CINE) en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire brésilien de lumière synchrotron (LNLS), une unité du Centre brésilien de recherche en énergie et matériaux (CNPEM). Le CINE est un centre de recherche en ingénierie (ERC) créé par la FAPESP (Fondation de recherche de São Paulo) et Shell et est hébergé par l'Université de Campinas (UNICAMP) dans l'État de São Paulo, Brésil.

Le dispositif, une cellule spectroélectrochimique, améliore les performances des piles à combustible, électrolyseurs, batteries et autres appareils utilisés pour convertir l'énergie chimique en électricité ou vice-versa. De nombreuses recherches sur des équipements de ce type ont été menées dans le cadre de l'effort de développement de solutions de production et de stockage d'énergie renouvelable.

Le nouveau dispositif est une cellule qui peut être utilisée pour surveiller des expériences électrochimiques impliquant une gamme d'instruments spectroscopiques qui fonctionnent dans des bandes de fréquences spécifiques du spectre électromagnétique, comme l'infrarouge, lumière visible, et rayons X, et analyser de manière multilatérale le comportement des matériaux dans les réactions électrochimiques, à la fois des molécules dans la solution d'électrolyte et des électrodes.

Un article sur la recherche est publié en couverture par ChemElectroChem , accompagné d'un entretien avec le dernier auteur, Pablo Sebastián Fernandez, chercheur au CINE.

"La principale différence et l'avantage de notre appareil est que différents types d'analyses peuvent être effectués avec une seule cellule, grâce à une fenêtre permutable en fonction de l'analyse d'intérêt, " Fernández a déclaré à Agência FAPESP. " Il est possible d'utiliser des fenêtres transparentes à l'infrarouge, fenêtres transparentes à la lumière visible et fenêtres transparentes aux rayons X, obtenir une analyse spectroscopique dans chacune de ces bandes de fréquences, entre autres."

Cela signifie qu'une seule cellule est capable de spectroscopie infrarouge in situ, Spectroscopie Raman (qui utilise la lumière visible), et l'absorption et la diffraction des rayons X, entre autres techniques.

Mis à part la fenêtre spéciale, l'appareil contient tous les composants normaux d'une cellule électrochimique, comme une électrode de travail, contre-électrode, électrode de référence, et électrolyte avec des sels et des molécules d'intérêt.

"Les faisceaux de rayonnement électromagnétique qui traversent la fenêtre interagissent à la fois avec les molécules d'intérêt, qui sont dans l'électrolyte, et le catalyseur dont l'efficacité est à l'étude, ", a déclaré Fernandez.

Un autre avantage, il ajouta, est que la solution électrolytique peut être changée pendant l'analyse et mesurée dans des conditions d'écoulement, grâce à l'architecture de la cellule.