Révolutionner la production d'hydrogène : des solutions économiques et efficaces dévoilées
Cette recherche, qui a permis de résoudre deux problèmes à la fois, attire l'attention
Le processus d'électrolyse de l'eau est un système qui produit de l'hydrogène par électrolyse de l'eau. Il s'agit d'une technologie respectueuse de l'environnement qui peut produire de l'hydrogène, une future source d'énergie, sans émettre de polluants environnementaux, mais ses limites ont été signalées comme étant la faible efficacité de la production d'hydrogène et les coûts de production élevés. Récemment, une équipe de chercheurs de l'université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) a publié des travaux de recherche qui ont permis de résoudre ces deux problèmes à la fois, ce qui a attiré l'attention.
L'équipe a créé un matériau catalytique poreux en nickel doté d'une structure de protubérance de nanorods, incorporant des canaux poreux tridimensionnels efficaces et une mouillabilité de surface superaérophobe. Cette conception vise à faciliter la séparation rapide des bulles d'hydrogène de la surface du catalyseur. Le résultat est une amélioration significative de l'efficacité de la production d'hydrogène dans le système d'électrolyse de l'eau par rapport aux électrodes catalytiques traditionnelles en forme de film mince en vrac.
POSTECH
Une équipe de recherche collaborative composée du professeur Jong Kyu Kim, de Jaerim Kim, candidat au doctorat, du professeur Yong-Tae Kim et du docteur Sang-Mun Jung du département de science et d'ingénierie des matériaux de la POSTECH a réussi à mettre au point un catalyseur d'électrolyse de l'eau économique et efficace qui surmonte les limites des catalyseurs conventionnels en utilisant une méthode de dépôt à angle oblique et du nickel (Ni). La recherche a été reconnue pour son excellence et publiée comme article de couverture dans la revue internationale Advanced Materials.
Les procédés d'électrolyse de l'eau utilisent des métaux précieux coûteux comme le platine comme catalyseurs pour la production d'hydrogène, ce qui rend le procédé excessivement onéreux. En outre, l'utilisation de catalyseurs conventionnels à couche mince entraîne souvent une séparation inadéquate des bulles d'hydrogène, ce qui provoque des blocages dans les sites actifs du catalyseur ou entrave le mouvement des réactifs, diminuant ainsi l'efficacité du processus.
En réponse à ces défis, l'équipe de recherche a opté pour le dépôt à angle oblique et le nickel. Cette technique consiste à incliner le substrat pendant le dépôt afin de créer facilement diverses nanostructures du matériau, offrant ainsi une solution simple et peu coûteuse. De plus, le nickel se distingue comme un catalyseur abondant en métaux non précieux sur Terre, démontrant une efficacité relativement élevée dans la production d'hydrogène.
L'équipe a utilisé une méthode de dépôt à angle oblique pour synthétiser du nickel présentant des protubérances de nanorods finement élaborées et alignées verticalement. Contrairement aux nanostructures conventionnelles qui ne font qu'augmenter la surface du catalyseur, les chercheurs ont conçu un réseau de nanorodes de nickel très poreux, présentant des propriétés de surface superaérophobes uniques qui permettent de résoudre les problèmes d'adhérence de l'hydrogène. Les résultats expérimentaux ont révélé que les bulles d'hydrogène générées au cours du processus d'électrolyse se séparaient rapidement de la surface superaérophobe. Le catalyseur tridimensionnel superaérophobe à nanorods de nickel de l'équipe, doté de canaux poreux efficaces, a permis de multiplier par 55 l'efficacité de la production d'hydrogène par rapport à une quantité équivalente de nickel dans une structure de film mince traditionnelle.
Le professeur Jong Kyu Kim et le docteur Jaerim Kim, qui dirigent la recherche, ont expliqué : "En améliorant l'efficacité du processus d'électrolyse de l'eau pour la production d'hydrogène vert, nous progressons vers une économie de l'hydrogène et une société neutre en carbone". Ils ajoutent : "Cette avancée ne profite pas seulement à l'électrolyse de l'eau, mais est également prometteuse pour diverses autres applications dans le domaine des énergies renouvelables où les réactions de surface jouent un rôle crucial, telles que la réduction du dioxyde de carbone et les systèmes de conversion de l'énergie lumineuse."
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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