L'optimisation de réactions chimiques pour les piles à combustible de demain
Les catalyseurs sont des composants qui accélèrent la vitesse d'une réaction chimique sans être altérés, ils peuvent être réutilisés encore et encore. Les électrocatalyseurs sont un type spécifique de catalyseurs à la surface des électrodes et facilitent les réactions qui s'y déroulent. Avec l'avancement de la nanotechnologie et des fonctionnalités intéressantes de matériaux nanométriques, il n'est que naturel que ces matériaux soient utilisés dans des applications électrocatalytiques. Des scientifiques européens ont tenté de caractériser systématiquement des facteurs affectant l'activité et la sélectivité des électrodes d'oxyde nanocristallin dans le cadre du projet NOSOE («Nanocrystalline oxides for selective oxidative electrocatalysis»). Les scientifiques se sont concentrés sur les réactions d'évolution de chlore et d'oxygène (REC) dans des solutions acides. Ces réactions sont utilisées pour générer de l'oxygène moléculaire (O2) et du chlore (Cl2) par l'électrolyse d'acides. Notamment, le consortium NOSOE a tenté d'élucider les mécanismes et les sites actifs (dans lesquels le catalyseur s'attache au(x) substance(s) réactive(s)) des électrocatalyseurs d'oxyde. La connaissance d'une action catalytique associée à l'utilisation d'approches synthétiques avancées pourraient mener au développement d'une nouvelle catégorie de matériaux électrocatalytiques d'oxyde avec une activité et une sélectivité contrôlée. Le consortium a optimisé les procédures synthétiques pour des électrocatalyseurs d'intérêt. Ils les ont caractérisés avec des techniques de diffraction de rayons X et ont testé leur activité pour l'évolution d'oxygène et de chlore dans un milieu acide. Les catalysateurs étaient très sélectifs pour l'évolution d'oxygène même dans des concentrations d'ions de chlore élevées. Les chercheurs ont ensuite développé des modèles structuraux détaillés (en utilisant la spectroscopie d'absorption de rayons X) dont les arrangements de distribution et de liaison de certaines espèces chimiques ainsi que les sites actifs sur la surface du catalyseur d'oxyde. Les résultats du projet NOSOE ont été présentés dans des revues scientifiques internationales et lors de conférences internationales. Ils devraient avoir un important impact sur le développement de catalyseurs pour les piles à combustibles et pour renforcer l'utilisation de l'énergie solaire et éolienne.
