Amélioration du processus de séparation de l'eau pour la production d'hydrogène
L'oxyde de chrome s'avère être le meilleur matériau pour l'efficacité des semi-conducteurs des photocatalyseurs
La montée en puissance de l'hydrogène en tant que future source d'énergie renouvelable s'accélère - et l'université Flinders a apporté une contribution importante à la compréhension de la stabilité des photocatalyseurs pour la division de l'eau afin d'améliorer les méthodes de production potentielles.
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Les dernières recherches menées par l'université Flinders, l'université d'Adélaïde et l'université des sciences de Tokyo contribuent à l'effort de production d'hydrogène à partir de sources d'énergie renouvelables afin de réduire les émissions de CO2.
"C'est une période passionnante pour la science de l'hydrogène, et des progrès rapides sont réalisés pour assurer la plus grande efficacité possible de la production d'hydrogène", déclare Gunther Andersson, professeur de physique chimique à l'université Flinders, premier auteur d'un nouvel article décrivant la méthode dans une revue de l'American Chemical Society (ACS).
La séparation photocatalytique de l'eau est une technique prometteuse qui permet de séparer l'eau en hydrogène et en oxygène en utilisant des particules semi-conductrices comme photocatalyseurs. Si les chercheurs savent que les propriétés structurelles et électroniques des semi-conducteurs photocatalytiques jouent un rôle majeur dans la détermination de l'activité photocatalytique, leur objectif est de trouver le matériau le meilleur et le plus efficace pour faciliter ce processus, à savoir l'oxyde de chrome.
"Les cocatalyseurs peuvent favoriser un fractionnement photocatalytique efficace de l'eau en soutenant la séparation des électrons et des cales et en agissant comme des sites actifs pour la réaction de fractionnement de l'eau", explique le professeur Andersson, directeur adjoint de l'Institut des sciences et technologies à l'échelle nanométrique de l'université Flinders au sein du Collège des sciences et de l'ingénierie.
"Toutefois, le cocatalyseur nécessite une couche protectrice pour supprimer la recombinaison deH2 et d'O2, ce qui entraînera une réaction inverse qui ramèneraH2 et O2 àH2O.
"Nous devons trouver le matériau de recouvrement adéquat pour assurer la séparation photocatalytique de l'eau la plus efficace, ce qui nous a amenés à explorer les oxydes mixtes de métaux de transition".
Les chercheurs ont découvert que les couches d'oxyde de chrome protègent le processus de séparation de l'eau dans la photocatalyse pour la production d'hydrogène à partir de la lumière solaire.
Ils ont étudié la stabilité, l'état d'oxydation et la structure électronique de masse et de surface de l'oxyde de chrome photodéposé sur différentes particules en fonction du processus de recuit.
Fait important, l'équipe de recherche internationale a également constaté que les couches d'oxyde de chrome ne contribuent pas à la réaction de séparation de l'eau.
Gregory Metha, professeur de chimie à l'université d'Adélaïde et coauteur principal de l'étude, ajoute : "Les photocatalyseurs les plus utilisés dans le monde comportent des couches d'oxyde de chrome et ces travaux révèlent de nouvelles informations sur la nature du revêtement qui pourraient permettre d'améliorer les futurs matériaux."
On sait que les couches d'oxyde de chrome protègent le processus de séparation de l'eau dans la photocatalyse pour la production d'hydrogène à partir de la lumière solaire. Les chercheurs ont découvert que la stabilité thermique de la couche d'oxyde de chrome dépend de la nature chimique du photocatalyseur sous-jacent.
"Comprendre la stabilité, l'état d'oxydation et la structure électronique de la couche d'oxyde de chrome sur les particules photocatalytiques lors du recuit est essentiel pour les applications de la surcouche dans la séparation photocatalytique de l'eau", déclare le professeur Andersson.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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