Les chercheurs de KAUST ont produit une électrode à l’aide d’un matériau à faible coût
Des chercheurs de Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST) ont été surpris du succès de leurs recherches après avoir créé une électrode hautement active en utilisant des métaux abondants en terre peu coûteux. Le produit est nécessaire aux dispositifs de séparation de l’eau à haute performance qui libèrent de l’oxygène à l’anode et de l’hydrogène à la cathode en séparant les molécules d’eau. Selon les scientifiques, cela pourrait ouvrir la voie à la méthode à faible coût de production de carburants sans carbone.
« Notre motivation est de remplacer l’anode à base de métaux précieux dans les systèmes de fractionnement de l’eau, de réduire les coûts et de favoriser une production de masse pratique sans compromettre les performances », a déclaré Pravin Babar, postdoctorant au laboratoire de Cafer Yavuz qui dirige la recherche. « Nous avons développé une stratégie d’ingénierie d’interface qui utilise des matériaux plus rentables qui démontrent des performances presque à égalité avec les anodes standard à base de métaux précieux. »
Les chercheurs de KAUST ont démontré le processus en utilisant une mousse métallique recouverte de nanomatériaux de fer et de cobalt. Ils ont appliqué une approche chimique humide simple, rapide et évolutive pour développer des nanofeuilles bidimensionnelles d’hydroxyde de fer cobalt (CoFe-OH) sur des substrats en mousse de nickel et déposer des nanoparticules d’oxyhydroxyde de fer (FeOOH) sur la surface.
« En utilisant le dépôt de nanomatériaux pour concevoir l’interface entre l’électrode et l’eau, l’équipe a créé un matériau qui combinait une conductivité électrique élevée avec une grande surface couverte de sites actifs abondants pour la production d’oxygène moléculaire (O2) », a rapporté KAUST.
Le test a montré un résultat prometteur après que le matériau s’est avéré suffisamment solide pour maintenir ses performances pendant un nombre prolongé d’heures. KAUST a révélé que dans les 50 heures d’utilisation continue, le matériau est resté cohérent.
« Sur la base de ses remarquables performances de réaction de dégagement d’oxygène, de sa cinétique et de sa stabilité à long terme à haute densité de courant par rapport à d’autres catalyseurs récemment signalés, notre matériau est le candidat le plus approprié pour une électrode de réaction de dégagement d’oxygène à faible coût », a déclaré Babar.
Yavuz a également exprimé sa joie face aux gains de performances synergiques obtenus en combinant de manière transparente des nanomatériaux dans un seul matériau d’électrode.
« Il s’agit de notre première incursion dans l’hydrogène renouvelable issu de l’électrolyse de l’eau », déclare-t-il. « Notre objectif est de développer un système durable pour la séparation globale de l’eau, pas seulement la réaction de dégagement d’oxygène », a-t-il déclaré. « Nous sommes très heureux que nos conceptions fonctionnent et nous espérons avoir un prototype de dispositif fonctionnel dans quelques années. »
