Trouver et améliorer les sources d'énergie renouvelables devient de plus en plus important. Une stratégie pour générer de l'énergie consiste à casser les molécules d'eau (H 2 O) à part dans une réaction électrochimique connue sous le nom d'électrolyse. Ce processus nous permet de convertir l'énergie du soleil ou d'autres sources renouvelables en énergie chimique. Cependant, la séparation électrochimique des molécules d'eau nécessite une surtension - une tension excessive qui doit être appliquée en plus de la tension théorique (1,23 V contre une électrode à hydrogène réversible ou RHE) afin que les réactions nécessaires puissent se produire.

Les électrocatalyseurs sont des matériaux qui, en raison de leurs caractéristiques électriques et morphologiques, faciliter les processus électrochimiques. Les chercheurs ont recherché des électrocatalyseurs pouvant aider à l'électrolyse de l'eau, et certains des meilleurs catalyseurs sont des oxydes de métaux nobles, qui sont rares et coûteux. Hydroxyde à base de nickel (Ni(OH) 2 ) les composés sont, Heureusement, une meilleure alternative.

Une équipe de scientifiques, dont les profs. Hyunsik Im et Hyungsang Kim de l'Université Dongguk, nanoclusters de polyoxovanadate (POV) intercalés dans Ni(OH) 2 disposés en couches ordonnées et constaté que cela améliore ses propriétés conductrices et morphologiques, qui à son tour améliore son activité catalytique. Ils ont utilisé une méthode prometteuse appelée croissance en solution chimique (CSG), dans lequel une solution hautement saturée est préparée, et la structure matérielle souhaitée se forme naturellement lorsque les solutés précipitent de manière prévisible et contrôlée, créer une structure couche par couche avec des nanoclusters POV intercalés entre les couches Ni(OH)2.

L'équipe a démontré que la structure de type château de cartes résultante réduisait considérablement la surtension nécessaire à l'électrolyse de l'eau. Ils ont attribué cela aux caractéristiques morphologiques de ce matériau; les nanoclusters POV augmentent l'espacement entre le Ni(OH) 2 couches et induisent la formation de micropores, ce qui augmente la surface du matériau final et le nombre de sites catalytiques où les molécules d'eau peuvent être divisées. "Nos résultats démontrent les avantages de la méthode CSG pour optimiser la structure poreuse du matériau résultant, " explique le Pr Im.

Faciliter l'électrolyse de l'eau à l'aide de nouveaux catalyseurs est une étape vers un avenir plus vert. Quoi de plus, la méthode CSG pourrait être utile dans de nombreux autres domaines. "Le dépôt facile de CSG de matériaux nanohybrides peut être utile pour des applications telles que la production de batteries Li-ion et de biocapteurs, " déclare le Pr Kim. Seul le temps nous dira quelles nouvelles utilisations le CSG trouvera.