Avec l'augmentation de la demande énergétique mondiale et la pollution de l'environnement, le développement de l'énergie durable pour réduire la consommation de combustibles fossiles (tels que le pétrole, le gaz naturel et le charbon) est devenu la clé pour parvenir au développement durable de la société humaine.
L'énergie hydrogène est considérée comme l'énergie alternative idéale en raison de sa densité énergétique élevée, de sa combustion sans pollution et de ses diverses formes d'application.
La production d'hydrogène à partir de la division de l'eau comprend la réaction de dégagement d'hydrogène cathodique (HER) et la réaction de dégagement d'oxygène anodique (OER), qui présentent les caractéristiques de protection de l'environnement vert, de production flexible et de haute pureté, et constituent l'une des technologies de production vertes idéales. Cependant, la cinétique lente intrinsèque de la réaction de dégagement d'oxygène anodique entraîne gravement une faible efficacité de production d'hydrogène de la cathode.
De plus, lors du processus d'électrolyse de l'eau, du peroxyde d'hydrogène hautement oxydant (H2 O2 ) sera produit, réduisant la durée de vie du film pour l'eau électrolytique et entravant l'application pratique de la technologie de l'eau électrolytique. Par conséquent, il est urgent de développer de nouveaux catalyseurs électrolytiques à eau à haute efficacité, stables et à haute valeur ajoutée.
La configuration hybride d'électrolyse de l'eau (HWE), qui combine des processus de réaction d'oxydation thermodynamiquement favorables à l'anode et HER à la cathode, se présente comme une alternative particulièrement intéressante pour maximiser H2 production.
Plus important encore, le remplacement du processus lent des REL par des réactions d'oxydation thermodynamiquement plus favorables constitue une avancée majeure dans l'enrichissement en H2 hautement efficace et économe en énergie. production, tout en permettant des fonctionnalités supplémentaires telles que la purification des eaux usées industrielles et la création de produits chimiques à haute valeur ajoutée.
Par conséquent, il est nécessaire de désigner des configurations d'électrocatalyse synergique appropriées basées sur les préceptes électrochimiques des processus catalytiques électro-couplés.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Qinfang Zhang de l'Institut de technologie de Yancheng, en Chine, a examiné certaines lignes directrices clés pour la découverte de systèmes hybrides d'électrolyse de l'eau (HWE) multifonctionnels et efficaces pour la cogénération d'H économe en énergie. 2 et des produits à haute valeur ajoutée. Un aperçu du système HWE est présenté en premier, accompagné d'une discussion sur la conception et l'ingénierie d'électrodes/électrocatalyseurs hautement réactifs/sélectifs/stables pour l'oxydation anodique de substrats organiques/biomasse.
La compréhension approfondie des mécanismes de réaction possibles d'un point de vue expérimental et théorique est élucidée pour promouvoir l'efficacité de l'électrocatalyse synergique. Les récentes percées de la recherche dans le domaine de la technologie HWE sont examinées avec insistance, offrant ainsi une nouvelle place au H2 basse tension. génération à partir de déchets et de matières premières renouvelables.
Proposer les perspectives des défis existants avec quelques opportunités pour de futures orientations de recherche est également présenté dans ce travail. Les résultats ont été publiés dans le Chinese Journal of Catalysis. .
Plus d'informations : Diab Khalafallah et al, Production électrochimique d'hydrogène économe en énergie via des stratégies cogénératives dans l'électrolyse hybride de l'eau :avancées et perspectives récentes, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI :10.1016/S1872-2067(23)64544-9
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
