Le groupe de recherche du professeur Wang Qi des instituts de sciences physiques Hefei de l'Académie chinoise des sciences a synthétisé des nanofils CoFeP-N co-dopés au fer et à l'azote pour une division électrocatalytique de l'eau à haute efficacité.
Leurs résultats, publiés dans Applied Catalysis B:Environment and Energy , démontrent la synthèse de nanofils CoFeP-N bifonctionnels pour le dégagement d'hydrogène et d'oxygène.
La production d'hydrogène par électrolyse utilise l'eau comme seule matière première pour obtenir un cycle fermé d'hydrogène gazeux sans émissions de carbone, considérée comme la méthode la plus verte et la plus durable. Cependant, les coûts élevés limitent l'utilisation généralisée de la production électrolytique d'hydrogène et nécessitent des catalyseurs plus rentables et plus efficaces.
En raison de leur faible coût et de leurs performances catalytiques élevées, les nanomatériaux à base de métaux de transition, qui sont abondants sur Terre, se sont révélés avoir de larges perspectives en tant qu'excellents électrocatalyseurs.
Dans cette étude, les chercheurs ont introduit divers hétéroatomes dans le support pour former un nanocomposite à base de métal de transition en utilisant une méthode de synthèse en trois étapes de phosphatation hydrothermale et de traitement plasma à basse température. Ils ont préparé des nanofils CoFeP-N bifocaux pour le dégagement d'hydrogène et d'oxygène afin d'obtenir des interactions synergiques avec le catalyseur.
Ils ont utilisé l’ingénierie du dopage, l’ingénierie des interfaces et le traitement au plasma pour que les performances des catalyseurs de métaux de transition dépassent potentiellement celles des catalyseurs de métaux précieux, tout en conservant une bonne stabilité de cyclage. Cela contribue à réduire les coûts de production et à promouvoir la modernisation industrielle.
Une fois le catalyseur CoFeP-N préparé dans une cellule d’électrolyse, ses performances de division électrocatalytique de l’eau peuvent dépasser celles des cellules d’électrolyse de métaux précieux du commerce dans les mêmes conditions. De plus, il peut fonctionner en continu pendant plus de 100 heures sans dégradation évidente des performances.
Ce travail démontre une méthode efficace pour la préparation d'électrocatalyseurs bifonctionnels à base de métaux de transition, ouvrant de nouvelles voies pour la production de matériaux énergétiques avancés et durables efficaces, stables et abordables.
Plus d'informations : Ruiqi Wang et al, Synthèse assistée par plasma à basse température de nanofils CoFeP-N co-dopés au fer et à l'azote pour une séparation électrocatalytique de l'eau à haute efficacité, Catalyse appliquée B : Environnement et énergie (2024). DOI :10.1016/j.apcatb.2024.124027
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
