Les chercheurs de l’école de chimie et de la faculté d’ingénierie de l’université de Nottingham ont découvert que la surface des copeaux est texturée avec des marches et des rainures à l’échelle nanométrique qui peuvent ancrer des atomes de platine ou de cobalt, conduisant à un électrocatalyseur efficace capable de diviser l’eau en hydrogène et en oxygène. La recherche a été publiée dans le Journal of Material Chemistry A de la Royal Society of Chemistry.
L’électrolyse de l’eau est une méthode verte prometteuse pour produire de l’hydrogène, mais ce processus nécessite des éléments rares et coûteux comme le platine pour catalyser la décomposition de l’eau. Compte tenu de l’offre mondiale limitée et de l’augmentation des prix des métaux précieux, il existe un besoin urgent de matériaux électrocatalyseurs alternatifs pour produire de l’hydrogène à partir de l’eau.
Dans une déclaration, le Dr Jesum Alves Fernandes, responsable de la recherche, École de chimie, Université de Nottingham, a déclaré : « En utilisant un microscope électronique à balayage, nous avons pu inspecter les surfaces apparemment lisses des copeaux d’acier inoxydable, de titane ou d’alliage de nickel. À notre grand étonnement, nous avons découvert que les surfaces présentaient des rainures et des crêtes qui ne mesuraient que quelques dizaines de nanomètres de large. Nous avons réalisé que cette surface nanotexturée pourrait présenter une opportunité unique pour la fabrication d’électrocatalyseurs.
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Les chercheurs ont utilisé la pulvérisation magnétron pour déposer des atomes de platine sur la surface des copeaux. Ces atomes de platine se rassemblent ensuite en nanoparticules qui occupent les sillons à l’échelle nanométrique.
Le Dr Madasamy Thangamuthu, chercheur postdoctoral à l’Université de Nottingham et responsable de l’analyse de la structure et de l’activité électrocatalytique des nouveaux matériaux, a déclaré : « Il est remarquable que nous soyons capables de produire de l’hydrogène à partir de l’eau en utilisant seulement un dixième de la quantité d’hydrogène. charge de platine par rapport aux catalyseurs commerciaux de pointe. En répandant seulement 28 microgrammes de métal précieux sur 1 cm² de copeaux, nous avons pu créer un électrolyseur à l’échelle du laboratoire qui fonctionne avec une efficacité de 100 % et produit 0,5 litre d’hydrogène gazeux par minute à partir d’un seul morceau de copeaux.
Le groupe s’associe à AqSorption Ltd, une société basée à Nottingham spécialisée dans la conception et la fabrication d’électrolyseurs pour développer leur technologie.
Le professeur Andrei Khlobystov, de l’École de chimie de l’Université de Nottingham, a déclaré : « Les électrocatalyseurs fabriqués à partir de copeaux ont le potentiel d’avoir un impact considérable sur l’économie. Notre technologie unique développée à Nottingham, qui implique la croissance atome par atome de particules de platine sur des surfaces nanotexturées, a résolu deux défis majeurs. Premièrement, il permet de produire de l’hydrogène vert en utilisant le moins de métaux précieux possible, et deuxièmement, il valorise les déchets métalliques de l’industrie aérospatiale, le tout en un seul processus.
Ce travail a été financé par la subvention du programme EPSRC « Atomes métalliques sur les surfaces et les interfaces (MASI) pour un avenir durable».
2024-04-17 12:32:05
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