Dans le contexte de l’épuisement progressif des combustibles fossiles et de la crise énergétique, l’hydrogène énergie a attiré une large attention en raison de sa densité énergétique ultra élevée et de ses propriétés respectueuses de l’environnement. Cependant, la majeure partie de la production d'hydrogène repose toujours sur des combustibles fossiles, avec moins d'un million de tonnes produites sous forme d'hydrogène à faibles émissions en 2021, ce qui signifie qu'il présente des avantages limités pour atténuer la crise énergétique et la dégradation de l'environnement.
Alternativement, la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau présente les avantages de produits non polluants, d'une régénération durable et d'un stockage abondant de réactifs, ce qui en fait une option intéressante pour un développement ultérieur.
Étant donné que la conduite de l’électrolyse de l’eau nécessite de surmonter un surpotentiel important, il est essentiel d’utiliser des catalyseurs efficaces capables de réduire ce surpotentiel. Les matériaux à base de double hydroxyde en couches (LDH) sont considérés comme des électrocatalyseurs prometteurs pour la division de l'eau en raison des avantages d'une structure en couches unique, d'une accordabilité flexible, d'une surface spécifique élevée et d'une distribution électronique distincte.
Cependant, la faible conductivité et les sites actifs limités entravent les applications industrielles des électrocatalyseurs à base de LDH. L'ingénierie des défauts est une stratégie efficace pour ajuster la microstructure de surface locale et la structure électronique, ce qui peut résoudre efficacement les inconvénients du LDH.
Récemment, l'équipe du professeur Deli Wang de l'Université des sciences et technologies de Huazhong, en Chine, a rapporté les récentes stratégies de fabrication de défauts sur la LDH et a systématiquement discuté de la manière dont les défauts affectent le comportement électrocatalytique de la LDH. La revue a été publiée dans le Chinese Journal of Catalysis.
Pour commencer, le mécanisme fondamental de l’électrolyse de l’eau et les défis auxquels est confrontée la LDH en tant qu’électrocatalyseur pour l’électrolyse de l’eau sont présentés. Ensuite, la supériorité de l'ingénierie des défauts pour améliorer les performances électrocatalytiques de la LDH est présentée et une série de stratégies de fabrication de défauts sur la LDH sont résumées et discutées en détail.
Par la suite, les relations entre l'activité catalytique, la stabilité, la morphologie, la structure, la composition et les types de défauts sont analysées et discutées. Enfin, les défis et les perspectives de l'application de l'ingénierie des défauts sur LDH sont discutés.
Plus d'informations : Junhao Yang et al, Ingénierie des défauts d'un électrocatalyseur à base d'hydroxyde double en couches pour la division de l'eau, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI :10.1016/S1872-2067(23)64557-7
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
