Le sandwich est la nourriture concoctée par les nobles du 18e siècle pour jouer à des jeux de cartes sans interruption. La viande ou les légumes étaient superposés puis rangés entre le pain pour être mangés rapidement tout en participant au jeu. Cet aliment efficace a également fourni suffisamment de calories et de nutriments.
L'équipe de recherche POSTECH a découvert que la stratification comme le sandwich est un excellent moyen d'obtenir de l'énergie hydrogène, une source d'énergie alternative pour les combustibles fossiles.
L'équipe de recherche dirigée par le professeur In Su Lee, SunWoo Jang, un étudiant du programme intégré MS / PhD, et le Dr Soumen Dutta du département de chimie de POSTECH ont développé ensemble un catalyseur structuré en sandwich qui peut générer efficacement de l'énergie hydrogène en activant électrolyse de l'eau.
Les résultats de la recherche ont été récemment publiés dans la revue internationale de l'American Chemical Society ACS Nano.
Les piles à hydrogène sont des dispositifs de production d'énergie respectueux de l'environnement qui génèrent de l'électricité à l'aide de réactions chimiques qui produisent de l'eau (H2O) à partir de l'oxygène (O2) et l'hydrogène (H2). Avec la récente sortie de véhicules fonctionnant à l'hydrogène et la diffusion des piles à hydrogène dans les ménages, l'hydrogène est largement considéré comme la source d'énergie de la prochaine génération pour remplacer les combustibles fossiles.
La façon dont l'eau est décomposée et l'hydrogène est produit en utilisant le courant excédentaire obtenu à partir de l'énergie solaire ou éolienne est considérée comme le moyen le plus simple et le plus écologique de produire de l'hydrogène de haute pureté en grandes quantités.
Cependant, ce procédé présente l'inconvénient d'être faible en efficacité de production et de coût élevé. Afin de réduire le prix unitaire du carburant hydrogène produit par électrolyse de l'eau, il est nécessaire de développer des catalyseurs électrochimiques très actifs et stables qui peuvent maximiser l'efficacité de la génération d'hydrogène.
Le platine (Pt) a été considéré comme le catalyseur le plus approprié pour les réactions de production d'hydrogène, mais sa faible affinité pour les molécules d'eau et la faible vitesse d'électrolyse de l'eau qui en résulte rendent difficile l'application aux processus commerciaux qui se déroulent dans des conditions d'électrolyte alcalin.
Pour compenser ces limitations, de nombreuses tentatives ont été faites pour combiner le sulfure de métal avec des nanoparticules de platine qui favorisent l'électrolyse de l'eau, mais la nature instable des surfaces de platine / sulfure métallique pose une autre faiblesse qui réduit considérablement la durabilité des catalyseurs.
En réponse, l'équipe de recherche a conçu une forme bidimensionnelle d'interface platine / métal-hydroxyde pour améliorer l'efficacité et la durabilité des catalyseurs en même temps.
Dans une technique originale de croissance d'une couche de platine d'environ 1 nm à la surface du nickel / fer-double hydroxyde (LDH), qui fait plusieurs nanomètres d'épaisseur, des matériaux nanohybrides 2D-2D sous forme de sandwichs contenant 2D-nickel / fer -hydroxyde-nano plaques ont été synthétisées avec succès.
Le catalyseur sandwich synthétisé a un effet catalytique synergique entre l'hydroxyde de métal et le platine, qui sont en contact étroit à travers une large interface 2D-2D.
À ce moment, il montre plus de 6 fois l'activité du matériau catalytique conventionnel (20% -Pt / C), et maintient une fonction catalytique stable sans activité décroissante même dans l'électrolyse de l'eau produisant de l'hydrogène pendant plus de 50 heures.
Les catalyseurs sandwich ont l'activité catalytique de production d'hydrogène en solution alcaline la plus élevée parmi les substances qui n'utilisent pas de supports de carbone, mais sont nettement plus durables que les catalyseurs électrochimiques similaires qui sont stables pendant seulement trois à cinq heures. Nous nous attendons à ce qu’ils soient appliqués au développement d’un procédé rentable de production d’hydrogène ».
In Su Lee, responsable de l'étude et professeur, Département de chimie, Université des sciences et technologies de Pohang
La source:
Université des sciences et technologies de Pohang
