D’après pv magazine international.
Des chercheurs de l’Université technique de Berlin, du Centre Helmholtz de Berlin, de l’Institut de technologie des microsystèmes (IMTEK) de l’Université de Fribourg et de Siemens Energy ont mis au point un électrolyseur à membrane alcaline (AEM) à haute performance et l’ont présenté dans la revue « Nature Catalysis ».
« Les efforts récents dans le domaine de l’électrolyse de l’eau à membrane échangeuse d’anions se concentrent sur le développement de catalyseurs et d’assemblages d’électrodes à membrane de qualité supérieure afin de réduire les écarts de performance par rapport à l’électrolyse de l’eau à membrane échangeuse de protons », ont déclaré les chercheurs. Au lieu de l’iridium, ils ont utilisé des composés d’hydroxyde double de nickel avec du fer, du cobalt ou du manganèse et ont mis au point un procédé permettant d’enduire directement une membrane alcaline échangeuse d’ions. Le nouvel électrolyseur devrait produire de l’hydrogène presque aussi efficacement qu’un électrolyseur PEM (Membrane Échangeuse de Protons).
Les chercheurs ont utilisé la source de rayons X Bessy II de Berlin pour effectuer des mesures operando dans la cellule pendant l’électrolyse. Les données expérimentales ont ensuite été interprétées avec l’aide d’une équipe théorique de Singapour et des États-Unis.
« Cela nous a permis de clarifier les processus catalytiques et chimiques pertinents sur la membrane enduite de catalyseur – en particulier la transition de phase d’une phase alpha catalytiquement inactive à la phase gamma hautement active et le rôle que les différents ligands O et les centres Ni4+ jouent dans la catalyse », a déclaré Peter Strasser de l’Université technique de Berlin. Ce serait cette phase gamma qui rend le nouveau catalyseur compétitif par rapport aux catalyseurs actuels à base d’iridium. « Notre travail montre d’importantes similitudes avec l’iridium dans le mécanisme catalytique, mais aussi des différences moléculaires tout à fait surprenantes », poursuit le chercheur. L’étude a considérablement élargi la compréhension des mécanismes catalytiques fondamentaux des nouveaux matériaux d’électrode à base de nickel.
Selon les chercheurs, le nouveau processus d’enrobage de l’électrode à membrane laisse présager une bonne évolutivité. Une première petite cellule entièrement fonctionnelle a déjà été testée à l’IMTEK. Cette étape constitue un premier pas vers une étude à l’échelle industrielle, dans la perspective de faire la démonstration qu’un électrolyseur d’eau de type AEM peut également être très performant.
Traduit par Marie Beyer.
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