Leurs recherches ont récemment été présentées dans Advanced Functional Materials. .

Face aux préoccupations environnementales croissantes liées à la pollution associée aux combustibles fossiles, l’hydrogène suscite un intérêt croissant. La technologie d’électrolyse de l’eau est un processus durable qui exploite l’eau abondante de la Terre pour produire de l’hydrogène. Cependant, la réaction simultanée de dégagement d'oxygène pendant la production d'hydrogène est particulièrement lente, ce qui entraîne un rendement de conversion énergétique considérablement faible.

Dernièrement, la communauté universitaire s’est attaquée à ce problème en intégrant la réaction d’oxydation de l’urée à la réaction de génération d’hydrogène. L'urée, un polluant présent dans l'urine, libère une quantité importante d'énergie au cours de son processus d'oxydation, offrant un moyen potentiel d'améliorer à la fois l'efficacité de la production d'hydrogène et la purification des eaux usées des toilettes.

En fin de compte, il est nécessaire de trouver un catalyseur capable de piloter efficacement la réaction d'oxydation de l'urée, amplifiant ainsi l'efficacité de la production d'hydrogène et du traitement des eaux usées.

Dans le but d'accroître l'efficacité de la réaction d'oxydation de l'urée, l'équipe a créé un catalyseur appelé nickel-fer-oxalate (O-NFF). Ce catalyseur combine du fer (Fe) et de l'oxalate sur du nickel (Ni) métallique, ce qui donne lieu à une vaste surface caractérisée par des particules de taille nanométrique sous forme de fragments. Cette propriété unique permet au catalyseur d'adsorber plus de réactifs, facilitant ainsi une réaction d'oxydation accélérée de l'urée.

Lors d'expériences, le catalyseur O-NFF conçu par l'équipe a réussi à réduire la tension requise pour la génération d'hydrogène à 1,47 V RHE (à 0,5 A/cm ² ) et a présenté une vitesse de réaction élevée même lorsqu'il a été testé dans une solution mixte d'hydroxyde de potassium (1 M) et d'urée (0,33 M) avec une pente de Tafel de 12,1 mV/déc.

Les chercheurs ont en outre validé l'efficacité du catalyseur en confirmant sa promotion de la réaction d'oxydation de l'urée grâce à la spectroscopie d'absorption de photoélectrons/rayons X à l'aide d'un accélérateur de photons de rayonnement.

Professeur Kangwoo Cho et Ph.D. Le candidat Jiseon Kim de la Division des sciences et de l'ingénierie de l'environnement de l'Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) a collaboré avec l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) pour cette étude.

Cho, qui a dirigé la recherche, a déclaré :« Nous avons développé un catalyseur capable de purifier les eaux usées municipales tout en améliorant simultanément l'efficacité de la production d'hydrogène, une source d'énergie verte. Nous prévoyons que les catalyseurs O-NFF, synthétisés à partir de métaux et de matières organiques, contribueront à l'amélioration de l'efficacité de la production industrielle d'hydrogène par électrolyse."