Présentation
Les membranes conductrices de protons (PCM) sont un élément clé de nombreuses technologies vertes, telles que les piles à combustible et les électrolyseurs. Ces appareils utilisent l’hydrogène comme carburant propre et les PCM sont utilisés pour conduire les protons entre les électrodes d’hydrogène. Cependant, les PCM de pointe actuels sont basés sur des polymères perfluorés, qui sont coûteux et ont une stabilité limitée.
Les minéraux atomiquement minces offrent une alternative prometteuse aux polymères perfluorés pour les PCM. Ces minéraux sont composés d’une seule couche d’atomes et présentent de nombreux avantages par rapport aux matériaux traditionnels, notamment une conductivité protonique élevée, une résistance mécanique et une stabilité chimique.
Progrès récents
Ces dernières années, des progrès considérables ont été réalisés dans le développement de PCM minéraux atomiquement minces. Les chercheurs ont exploré divers matériaux, notamment le graphène, le nitrure de bore hexagonal et les dichalcogénures de métaux de transition. Ces matériaux ont montré une conductivité protonique prometteuse et sont compatibles avec divers processus de fabrication.
Par exemple, une étude récente menée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology a montré que l'oxyde de graphène peut être utilisé pour créer un PCM avec une conductivité protonique de 10-1 S/cm. Ceci est comparable à la conductivité protonique des polymères perfluorés. L'oxyde de graphène PCM est également stable dans les environnements acides, ce qui en fait un candidat prometteur pour les applications dans les piles à combustible.
Défis
Malgré les progrès réalisés, il reste encore un certain nombre de défis à surmonter avant de pouvoir commercialiser des PCM minéraux atomiquement minces. L’un des défis réside dans le coût élevé de ces matériaux. Un autre défi réside dans la difficulté de transformer ces matériaux en films minces.
Perspectives
Le développement de PCM minéraux atomiquement minces est un domaine de recherche prometteur. Ces matériaux ont le potentiel de révolutionner les technologies vertes, telles que les piles à combustible et les électrolyseurs. Avec la poursuite des recherches, il est probable que les PCM minéraux atomiquement minces deviendront une réalité dans un avenir proche.
Applications
Les PCM minéraux atomiquement minces ont un large éventail d’applications potentielles dans les technologies vertes. Certaines des applications les plus prometteuses incluent :
* Pile à combustible : Des PCM minéraux atomiquement minces pourraient être utilisés pour remplacer les polymères perfluorés actuellement utilisés dans les piles à combustible. Cela réduirait le coût et améliorerait la durabilité des piles à combustible.
* Électrolyseurs : Des PCM minéraux atomiquement minces pourraient être utilisés pour remplacer les polymères perfluorés actuellement utilisés dans les électrolyseurs. Cela rendrait les électrolyseurs plus efficaces et moins coûteux.
* Stockage d'hydrogène : Des PCM minéraux atomiquement minces pourraient être utilisés pour stocker de l’hydrogène destiné à être utilisé dans les piles à combustible et d’autres appareils. Cela permettrait le développement de véhicules et d’autres appareils fonctionnant à l’hydrogène.
Conclusion
Les PCM minéraux atomiquement minces constituent une alternative prometteuse aux polymères perfluorés pour une variété de technologies vertes. Ces matériaux ont le potentiel de révolutionner les piles à combustible, les électrolyseurs et le stockage de l’hydrogène. Avec la poursuite des recherches, il est probable que les PCM minéraux atomiquement minces deviendront une réalité dans un avenir proche.
