Des recherches entre l'Université de Liverpool et l'Université d'Alicante en Espagne ont identifié les espèces de surface à faible potentiel sur le principal catalyseur de pile à combustible, le platine (Pt), qui est important pour le développement de la technologie des piles à combustible à hydrogène.

Dans un article publié dans la revue Nature Communications , des chercheurs du Stephenson Institute for Renewable Energy (SIRE) de l'Université de Liverpool ont étudié l'adsorption d'espèces OH (anion hydroxyle) sur des atomes de Pt à faible coordination à l'aide d'une technique spectroscopique très sensible connue sous le nom de SHINERS (Shell Isolated Nanoparticles for Enhanced Raman Spectroscopy). En utilisant les méthodes SHINERS, ils ont démontré que l'OH est adsorbé à des potentiels plus négatifs qu'on ne le pensait auparavant.

Hydrogène (H₂ ) les piles à combustible sont en train de devenir la prochaine révolution dans les transports. Dans ces dispositifs, l'énergie stockée dans l'hydrogène réagit avec l'oxygène de l'air pour produire de l'électricité qui alimente le véhicule électrique. Les piles à combustible à hydrogène utilisent du platine pour catalyser les réactions à l'intérieur :la réaction de réduction de l'oxygène et la réaction d'oxydation de l'hydrogène.

Bien que des voitures, des autobus et des camions alimentés par des piles à combustible soient déjà sur le marché, le coût élevé du platine requis est l'un des principaux inconvénients de cette technologie. Réduire la quantité de platine nécessaire pour les piles, ou même le remplacer par un catalyseur moins cher et plus efficace, nécessite une compréhension approfondie, au niveau moléculaire, de la façon dont les réactions dans les piles à combustible à la surface du platine.

Jusqu'à présent, on supposait que la surface du platine était "propre" des autres espèces aux potentiels auxquels les réactions ont lieu. Cependant, cette étude a démontré que les anions hydroxyles sont adsorbés à la surface du platine à des potentiels très faibles, ce qui a un impact significatif sur la compréhension du déroulement de la réaction de réduction de l'oxygène et sur la recherche de catalyseurs plus efficaces pour cette réaction.

Pour obtenir ces résultats, ils ont utilisé une combinaison de techniques électrochimiques conçues pour distinguer les différents processus se déroulant à la surface et la spectroscopie Raman, en utilisant un développement très récent qui a permis la détection, pour la première fois, de l'anion hydroxyle adsorbé.

Julia Fernández Vidal, titulaire d'un doctorat. étudiant au SIRE, a dirigé les mesures Raman avancées. Elle a déclaré:"Grâce à des enquêtes électrochimiques et spectroscopiques systématiques, nous avons observé le signal spectral pour l'adsorption OH. La méthode SHINERS est une technique très puissante car elle permet la détection de la monocouche moléculaire à la surface de l'électrode, et que nous puissions l'observer expérimentalement est assez remarquable et très excitant."

L'article, "Enquête sur la présence d'espèces adsorbées sur les étapes Pt à faibles potentiels", est publié dans Nature Communications . + Explorer plus loin

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