L'électrolyse de l'eau est une méthode efficace pour produire de l'hydrogène à partir de sources d'énergie renouvelables. Le développement d'électrocatalyseurs rentables pour une réaction de dégagement d'hydrogène efficace et durable en milieu alcalin est d'une importance vitale pour répondre à la demande croissante d'hydrogène.

Les métaux du groupe du platine présentent une excellente activité dans la réaction de dégagement d'hydrogène, mais leur coût élevé entrave leur application généralisée.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Tang Zhiyong et le professeur agrégé Zhang Jie de l'Institut de recherche avancée de Shanghai (SARI) de l'Académie chinoise des sciences a proposé une nouvelle méthode d'impression 3D photopolymérisable pour fabriquer directement des électrocatalyseurs structurés à base de nickel. avec une structure cubique de type gluten unique et une forte interaction catalyseur-substrat.

L'étude a été publiée dans Nano Energy .

L'impression 3D à photopolymérisation a un coût de fabrication bien inférieur à celui de l'impression 3D par fusion laser sélective, et un degré de liberté et de précision d'impression bien supérieur à celui de l'impression 3D à écriture directe à l'encre.

Sur la base de cette technologie, les chercheurs ont optimisé la composition de la pâte d'impression et le processus de post-traitement. La surface d'électrode résultante présente une structure cubique de type gluten, où Ti existe à l'état amorphe avec une forte interaction avec Ni, conduisant à une augmentation des sites actifs et à des propriétés électrolytiques améliorées.

L'électrode à base de nickel sur mesure présente une excellente durabilité et une surtension remarquablement faible, surpassant le catalyseur Pt/C commercial et la plupart des électrocatalyseurs de pointe.

Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité révèlent en outre que le dopage Ti diminue la barrière énergétique de dissociation de l'eau et la barrière énergétique de l'hydrogène, améliorant ainsi la réaction de dégagement d'hydrogène.

Ce travail fournit une nouvelle stratégie pour préparer avec précision les catalyseurs sans métaux nobles structurés avec une activité accrue dans l'électrolyse de l'eau alcaline. De plus, la méthode d'impression 3D photo-durcissable développée offre une option alternative pour la fabrication d'électrocatalyseurs à faible coût avec une architecture 3D complexe. + Explorer plus loin

Nanoparticules d'alliage creux ultra-petites pour la catalyse synergique du dégagement d'hydrogène