Des chercheurs de l’Institut national de cryogénie et de technologies isotopiques ICSI-Rm en Roumanie ont appliqué des procédés micro-ondes au dopage à l’iode et à la réduction de l’oxyde de graphène, pour produire des électrocatalyseurs de réaction de réduction organique de pile à combustible fonctionnalisés. L’équipe a choisi d’utiliser des processus assistés par micro-ondes en raison de leurs nombreux avantages, tels que la réduction des demandes d’énergie, de temps et de coûts.
Le procédé développé par l’équipe repose sur un protocole plus rapide, plus simple, plus économique et efficace dans des conditions de pression atmosphérique. Dans des conditions douces, le processus assisté par micro-ondes mis en évidence dans la recherche synthétise une structure semblable à une toile d’iode/oxyde de graphène réduit à partir d’oxyde de graphène. Ainsi, une alternative peu coûteuse et efficace aux catalyseurs à base de platine a été développée.
Dans l’étude, l’équipe a fabriqué du graphène dopé à l’iode, avec des propriétés structurelles et morphologiques spécifiques. Le processus de dopage et de fonctionnalisation assisté par micro-ondes a été réalisé en une seule étape, réduisant la complexité des méthodes de préparation, ce qui lui confère un net avantage par rapport aux méthodes de synthèse conventionnelles. La température, la pression, la puissance, le temps de réaction et la concentration de dopage ont été optimisés.
L’activité électrochimique de la réaction de réduction organique du matériau électrocatalytique produit a été confirmée à l’aide de techniques de polarisation d’électrode à disque rotatif et de voltamétrie cyclique. On a dit que le dopage à l’iode, favorisé par la formation de complexes de transfert de charge, régissait l’activité de réaction de réduction organique améliorée des matériaux préparés. Ces complexes améliorent la capacité de fonctionnalisation du graphène.
Avec un temps de réaction extrêmement court de 15 minutes et des conditions de traitement douces, les matériaux électrocatalytiques dopés à l’iode assistés par micro-ondes présentés dans l’étude pourraient fournir une voie vers des électrodes de pile à combustible à faible coût et très efficaces avec des activités de réaction de réduction organique améliorées. Les méthodes de synthèse vertes amélioreront la rentabilité et le respect de l’environnement de la fabrication d’électrodes pour piles à combustible et, par conséquent, des piles à combustible elles-mêmes.
