Le Japon a trouvé le Saint Graal de l’électrolyse : un métal bon marché qui peut produire 1 000 % d’hydrogène en plus
Actualités JVTech Le Japon a trouvé le Saint Graal de l’électrolyse : un métal bon marché capable de produire 1 000 % d’hydrogène en plus
Le nouveau catalyseur à l’oxyde de manganèse est 40 fois plus durable que les modèles précédents.
Enfin une solution viable
L’hydrogène vert, produit à partir d’énergies renouvelables par électrolyse de l’eau, est la grande promesse du secteur énergétique. Des pays comme l’Espagne misent sur ce vecteur énergétique pour leur avenir, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour garantir que sa production se déroule à une échelle durable. Et sur ce point, Le Japon a une longueur d’avance. En effet, ces dernières années, Les électrolyseurs de type PEM, qui utilisent une membrane échangeuse de protons comme électrolyte, ont gagné en popularité dans la production d’hydrogène en raison de leur plus grande efficacité. et leur capacité à réagir rapidement aux sources d’énergie intermittentes.
Le problème des électrolyseurs de type PEM est qu’ils sont plus chers. Ils nécessitent des catalyseurs efficaces qui résistent à la corrosion en milieu acide, et utilisent donc du platine ou de l’iridium, qui sont des métaux rares et coûteux.. Les catalyseurs à l’iridium permettent de prolonger la réaction de transformation de l’oxygène et de produire de grandes quantités d’hydrogène. Et la question était : existe-t-il un matériau bon marché qui puisse faire la même chose ? Des chercheurs de l’Institut RIKEN au Japon a pris un métal commun, le manganèse, et a modifié sa structure tridimensionnelle pour créer le premier électrolyseur PEM efficace et durable sans métaux rares.
Tout est caché dans sa structure 3D
Les chercheurs ont développé un catalyseur d’oxyde de manganèse (MnO2) en manipulant la structure du réseau du matériau afin qu’il forme des liaisons plus fortes avec les atomes d’oxygène. Le MnO2 amélioré est beaucoup plus stable que les autres catalyseurs à base de métaux non nobles et maintient la réaction avec l’eau beaucoup plus longtemps. 1000% d’hydrogène en plus. Selon une étude publiée dans Catalyse naturelle, MnO2 augmente de 40 fois la durée de vie des autres catalyseurs peu coûteux. Le matériau est plus résistant à la dissolution dans l’acide et plus stable lors de la réaction. Lors de tests en laboratoire, le catalyseur a fonctionné pendant plus de 1 000 heures à 200 mA/cm², produisant 10 fois plus d’hydrogène que d’autres matériaux..
Crédit photo : Institut RIKEN
Bien sûr, ce n’est qu’un début. Il reste encore du travail à faire avant que ce nouveau matériau puisse être installé dans des électrolyseurs industriels, mais les chercheurs pensent que leur découverte jouera un rôle crucial dans la production durable d’hydrogène. De futures modifications de la structure du manganèse pourraient encore augmenter la densité de courant supportée par le matériau et la durée de vie du catalyseur.l’objectif à long terme étant de rendre l’électrolyse de l’eau sans iridium.
