Alors que le monde recherche des solutions durables pour répondre à la demande énergétique croissante, une équipe collaborative de chercheurs des universités de Tartu et de Copenhague a proposé une approche innovante pour surmonter les limitations de longue date de l'électrocatalyse de l'oxygène.
L'électrocatalyse de l'oxygène implique des réactions, telles que la réaction de dégagement et de réduction de l'oxygène, qui sont cruciales dans divers systèmes de conversion et de stockage d'énergie électrochimique tels que la division de l'eau, les piles à combustible et les batteries métal-air. Ces réactions impliquent la rupture et la formation de multiples liaisons chimiques, qui ont généralement des énergies d'activation élevées.
Il est donc difficile de trouver des catalyseurs capables de réduire efficacement ces barrières énergétiques et de faciliter les réactions. Pour surmonter ces limites et accélérer la transition vers une économie de l’hydrogène, un nouveau paradigme de conception de catalyseurs est nécessaire. Malgré les contraintes théoriques, l'équipe de recherche a découvert une méthode pratique pour dépasser les limites.
Dans un article récent publié dans ACS Catalysis Science and Technology , l'équipe de recherche introduit un concept innovant d'électrocatalyse adaptative à la géométrie. Cette approche utilise des catalyseurs qui ajustent dynamiquement leur géométrie au cours d'une réaction, contournant les limitations théoriques qui ont entravé les progrès de l'électrocatalyse de l'oxygène pendant des décennies.
"Ce concept a le potentiel de révolutionner le domaine de l'électrocatalyse de l'oxygène", déclare Ritums Cepitis, auteur principal de l'étude, doctorant en 4e année. étudiant au KongiLab de l'Institut de Chimie. "Notre modèle démontre que la catalyse idéale est à notre portée et qu'en termes pratiques, elle pourrait potentiellement doubler l'efficacité des technologies de conversion et de stockage d'énergie", ajoute le Dr V. Ivaništšev, qui a développé l'idée avec le professeur J. Rossmeisl lors d'une bourse de recherche. à l'Université de Copenhague.
"Maintenant, notre groupe est prêt à mettre cette approche en action. Le travail en laboratoire exigera une créativité encore plus grande que la phase de modélisation, mais nous constatons déjà des progrès prometteurs", déclare le professeur agrégé Nadežda Kongi, responsable du groupe de recherche sur les matériaux fonctionnels inorganiques. (KongiLab) à l'Université de Tartu.
Plus d'informations : Ritums Cepitis et al, Contourner les relations d'échelle dans l'électrocatalyse de l'oxygène avec des catalyseurs adaptatifs à la géométrie, Science et technologie de la catalyse (2024). DOI :10.1039/D4CY00036F
Fourni par le Conseil estonien de la recherche
