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  • Développement d'un électrocatalyseur économique pour la production d'hydrogène

    Schéma de principe du processus de synthèse étape par étape pour la préparation de Ti.MoP. Crédit :Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST)

    La clé pour promouvoir l'économie de l'hydrogène représentée par les véhicules à hydrogène est de produire de l'hydrogène pour la production d'électricité à un prix abordable. Les méthodes de production d'hydrogène comprennent la capture d'hydrogène sous-produit, reformer les combustibles fossiles, et l'électrolyse de l'eau. L'électrolyse de l'eau en particulier est une méthode écologique de production d'hydrogène, dans lequel l'utilisation d'un catalyseur est le facteur le plus important pour déterminer l'efficacité et la compétitivité des prix. Cependant, les appareils d'électrolyse de l'eau nécessitent un catalyseur au platine (Pt), qui présente des performances inégalées lorsqu'il s'agit d'accélérer la réaction de génération d'hydrogène et d'améliorer la durabilité à long terme, mais dont le coût est élevé, la rendant moins compétitive par rapport aux autres méthodes en termes de prix.

    Il existe des appareils d'électrolyse de l'eau qui varient en fonction de l'électrolyte qui se dissout dans l'eau et permet au courant de circuler. Un appareil qui utilise une membrane échangeuse de protons (PEM), par exemple, présente une vitesse élevée de réaction de génération d'hydrogène même avec l'utilisation d'un catalyseur fait d'un métal de transition au lieu d'un catalyseur coûteux à base de Pt. Pour cette raison, il y a eu beaucoup de recherches sur la technologie à des fins de commercialisation. Alors que la recherche s'est concentrée sur l'obtention d'une activité de réaction élevée, la recherche sur l'augmentation de la durabilité des métaux de transition qui se corrodent facilement dans un environnement électrochimique a été relativement négligée.

    L'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) a annoncé qu'une équipe dirigée par le Dr Sung-Jong Yoo du Center for Hydrogen-Fuel Cell Research a développé un catalyseur fait d'un métal de transition avec une stabilité à long terme qui pourrait améliorer l'efficacité de la production d'hydrogène. sans l'utilisation de platine en surmontant le problème de durabilité des catalyseurs sans platine.

    L'équipe de recherche a injecté une petite quantité de titane (Ti) dans du phosphure de molybdène (MoP), un métal de transition à faible coût, par un procédé de pyrolyse par pulvérisation. Parce qu'il est peu coûteux et relativement facile à manipuler, le molybdène est utilisé comme catalyseur pour les dispositifs de conversion et de stockage d'énergie, mais sa faiblesse comprend le fait qu'il se corrode facilement car il est vulnérable à l'oxydation.

    Dans le cas du catalyseur développé par l'équipe de recherche du KIST, il a été constaté que la structure électronique de chaque matériau s'est complètement restructurée au cours du processus de synthèse, et il en a résulté le même niveau d'activité de réaction de dégagement d'hydrogène (HER) que le catalyseur au platine. Les changements dans la structure électronique ont abordé la question de la forte corrosivité, améliorant ainsi la durabilité de 26 fois par rapport aux catalyseurs existants à base de métaux de transition. Cela devrait accélérer considérablement la commercialisation de catalyseurs sans platine.

    Le Dr Yoo de KIST a déclaré :"Cette étude est importante en ce qu'elle a amélioré la stabilité d'un système d'électrolyse de l'eau à base de catalyseur de métal de transition, qui avait été sa plus grande limitation. J'espère que cette étude, qui a augmenté l'efficacité de la réaction de dégagement d'hydrogène du catalyseur de métal de transition au niveau des catalyseurs de platine et en même temps amélioré la stabilité contribuera à une commercialisation plus précoce de la technologie de production d'énergie à base d'hydrogène respectueuse de l'environnement. »


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