Une collaboration entre des groupes de recherche de l'ICIQ démontre comment la présence d'un champ magnétique externe modifie le mécanisme de réaction de la réaction électrocatalytique de dégagement d'oxygène.
Le 30 septembre 1845, Michael Faraday écrivait dans son journal :« Compte tenu de la nature de la relation entre les forces magnétiques et électriques, je pense qu'il doit s'agir d'un effet produit que les aimants et autres formes d'appareils et les progrès de nos connaissances nous permettront désormais de produire. développer." De nombreuses années plus tard, la relation et la synergie entre les forces magnétiques et électriques restent intrigantes pour les chercheurs.
L'un des effets magnétoélectriques les plus nouveaux a été découvert en électrochimie, où l'impact direct d'un champ magnétique appliqué pour améliorer la cinétique des réactions électrochimiques devient une tendance en vogue dans ce domaine. C'est une observation controversée et encore mal comprise.
Des chercheurs de l'ICIQ ont publié une étude ce mois-ci dans APL Energy qui montre et confirme, hors de tout doute raisonnable, l'effet direct d'un champ magnétique externe sur le mécanisme réactionnel de la réaction de dégagement d'oxygène (REL), en particulier lors de l'électrolyse de l'eau pour produire de l'hydrogène vert. Plus précisément, le champ magnétique favorise une plus grande accumulation d'espèces actives NiOOH, conduisant à une cinétique de réaction REL plus rapide à la surface de l'électrode.
Ce travail a été réalisé par les groupes du professeur J.R. Galán-Mascarós, du professeur Núria López et du Dr Bahareh Khezri, en collaboration avec l'Institut des matériaux avancés (INAM). "Depuis la découverte de ce phénomène, de nombreux rapports ont été publiés sur l'amélioration magnéto-électrochimique, mais aucun d'entre eux n'identifiait réellement son origine à partir de données expérimentales. Nos résultats pointent vers son origine microscopique au niveau du site actif du catalyseur, ouvrant des possibilités intéressantes pour une optimisation et une exploitation ultérieures", explique le professeur Galán-Mascarós.
"Ces résultats soulignent le potentiel transformateur de l'incorporation de champs magnétiques dans les processus électrochimiques, offrant une nouvelle approche pour surmonter les limites des méthodes électrocatalytiques traditionnelles", ajoute le Dr Khezri.
Dans cette étude, l’effet des champs magnétiques sur les REL électrocatalytiques a été étudié à l’aide de deux techniques puissantes. Comme l'explique le Dr Khezri, "L'utilisation de la spectroscopie d'impédance électrochimique et de l'analyse spectro-électrochimique dans des conditions operando ont fourni des preuves concrètes de cet effet."
"La combinaison de techniques complémentaires a été très puissante pour comprendre l'évolution du catalyseur une fois le champ magnétique appliqué. Nous avons donc joué avec des stimuli magnétiques, optiques et électriques à la fois. Cela a été possible grâce à la collaboration des différentes équipes." conclut le professeur Galán-Mascarós.
Plus d'informations : C. A. Mesa et al, Preuves expérimentales de l'influence directe des champs magnétiques externes sur le mécanisme de la réaction électrocatalytique de dégagement d'oxygène, APL Energy (2024). DOI :10.1063/5.0179761
Fourni par l'Institut de Recherche Chimique de Catalogne
