Dans une nouvelle étude publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences , des chercheurs de l'Université de Twente ont fait des progrès significatifs dans la compréhension du comportement des micro et nanobulles sur les électrodes lors de l'électrolyse de l'eau. Ce processus est crucial pour la production d’hydrogène (vert). Ces minuscules bulles se forment sur les électrodes, bloquant le flux d'électricité et réduisant l'efficacité de la réaction.
Une économie de l’hydrogène renouvelable réduit considérablement l’impact du réchauffement climatique par rapport à une économie des combustibles fossiles. Cependant, la production d’hydrogène est considérablement entravée par les bulles à l’échelle micro et nanométrique. Les chercheurs de l'Université de Twente tentent donc de comprendre précisément comment ces minuscules bulles se forment et se collent aux électrodes, pour enfin s'en débarrasser.
Soutenus par des simulations moléculaires avancées, Detlef Lohse et son équipe ont développé une théorie capable de prédire avec succès la densité de courant électrique nécessaire pour laisser les nanobulles se développer de manière incontrôlable et se détacher, libérant ainsi l'électrode pour une production ultérieure d'hydrogène.
Cette découverte est cruciale car elle permet de prédire et de contrôler le comportement des bulles, garantissant ainsi que l’électrolyse peut se dérouler avec un minimum de perturbations. La recherche s'appuie sur la théorie établie de la stabilité des nanobulles de surface (modèle de Lohse-Zhang) et l'étend pour inclure la densité de courant électrolytique afin de prédire le comportement des bulles.
Grâce à l’amélioration des connaissances, les scientifiques et les ingénieurs peuvent désormais travailler à améliorer le détachement des bulles. En plus d'améliorer l'efficacité globale de l'électrolyse de l'eau, ces travaux peuvent également être utilisés pour d'autres systèmes où des bulles de gaz se forment, comme en catalyse.
Plus d'informations : Yixin Zhang et al, Densité de courant seuil pour la stabilité contrôlée par diffusion des nanobulles électrolytiques de surface, Actes de l'Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2321958121
Informations sur le journal : Actes de l'Académie nationale des sciences
Fourni par l'Université de Twente
