Une étude présente un catalyseur au nickel recouvert de plomb pour améliorer l’efficacité de la réaction d’évolution de l’hydrogène

Dans le cadre d’une collaboration récente, une équipe de recherche a développé un catalyseur de réaction d’évolution de l’hydrogène qui minimise la dégradation causée par le courant inverse dans les systèmes d’électrolyse de l’eau alcaline.

L’équipe est composée du professeur Yong-Tae Kim, du Dr Sang-Mun Jung et de Yoona Kim, titulaire d’une maîtrise en sciences du département des sciences et de l’ingénierie des matériaux de l’université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH), et est dirigée par le professeur Jeong Woo Han de l’université nationale de Séoul. Leurs recherches ont été publiées dans un article de couverture de la revue Matériaux fonctionnels avancés le 3 juillet.

L’électricité produite à partir de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique et la géothermie n’est pas constante ; elle fluctue en fonction des conditions météorologiques et climatiques. Pour exploiter et utiliser cette énergie, elle doit être stockée de manière fiable et fournie au réseau, et l’hydrogène joue un rôle crucial dans ce processus.

Une méthode courante de production d’hydrogène est le système d’électrolyse de l’eau, qui génère de l’hydrogène par électrolyse de l’eau. Le système d’électrolyse alcaline de l’eau (AWE), qui utilise une solution alcaline, offre des avantages tels qu’un coût relativement faible et une grande durabilité. Cependant, l’alimentation électrique intermittente peut entraîner une dégradation de l’électrolyseur. Lorsque l’alimentation électrique n’est pas fournie, le courant inverse peut endommager les électrodes et réduire leur durabilité.

Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche a introduit un revêtement de plomb (Pb) sur un catalyseur de nickel (Ni). Bien que le plomb ne soit généralement pas utilisé comme catalyseur en raison de sa faible activité dans les réactions d’évolution de l’hydrogène, l’étude a révélé que le revêtement de nickel, un catalyseur de réaction d’évolution de l’hydrogène, avec du plomb améliore ses performances. Le plomb agit comme un cocatalyseur, favorisant à la fois la désorption des protons et la dissociation de l’eau, augmentant ainsi l’efficacité de la réaction d’évolution de l’hydrogène.

De plus, l’équipe de recherche a démontré que le catalyseur présente une forte résistance au courant inverse lors des réactions d’oxydation répétitives lorsque l’AWE est démarré et arrêté à plusieurs reprises. Contrairement aux catalyseurs précédents qui nécessitaient un équipement supplémentaire pour résoudre le problème du courant inverse dans les AWE, ce catalyseur nouvellement développé améliore l’efficacité de la réaction d’évolution de l’hydrogène avec un simple revêtement en plomb et résiste simultanément au courant inverse.

Le professeur Yong-Tae Kim de POSTECH, qui a dirigé la recherche, a déclaré : « Il s’agit de la première étude visant à traiter la dégradation causée par le courant inverse dans les AWE avec une solution matérielle. Nous espérons que cette recherche améliorera la durabilité des AWE et fera avancer l’ère d’une économie de l’hydrogène vert. »