L’hydrogène est largement reconnu comme une source d’énergie propre prometteuse, principalement en raison de sa haute densité énergétique et de l’absence d’émissions de carbone lors de son utilisation. Cette caractéristique fait de l’hydrogène un candidat idéal pour répondre à la demande croissante d’énergie et atténuer l’impact environnemental associé à l’utilisation excessive de combustibles fossiles non renouvelables au cours des dernières décennies.
Pour exploiter l’énergie renouvelable provenant de sources telles que l’énergie solaire, éolienne et marémotrice, une stratégie convaincante implique la conversion de cette énergie volatile en hydrogène. Cette approche aide non seulement à combler l’écart de la demande énergétique, mais contribue également à la durabilité globale de la société humaine.
Actuellement, la division globale de l’eau (OWS) est considérée comme une méthode viable pour la production d’hydrogène. OWS, alimenté par des énergies renouvelables, facilite la génération d’hydrogène grâce à la réaction de dégagement d’hydrogène (HER) sur la cathode.
Cependant, l’efficacité faradique de la production d’hydrogène est entravée par la réaction de dégagement d’oxygène anodique (REL), caractérisée par une cinétique lente et un potentiel thermodynamique élevé.
Par conséquent, il existe un besoin urgent de développer des électrocatalyseurs avancés pour les REL ou d’autres réactions d’oxydation avec une cinétique rapide et de faibles potentiels thermodynamiques.
Une approche alternative qui gagne du terrain est la division globale de l’hydrazine (OHzS) pour la production d’hydrogène, en tirant parti de la réaction d’oxydation anodique de l’hydrazine (HzOR). HzOR présente moins d’électrons et une cinétique plus rapide que l’OER, ce qui en fait une voie prometteuse. Néanmoins, un défi important demeure dans la synthèse d’électrocatalyseurs bifonctionnels pour HER et HzOR avec de faibles surpotentiels.
Récemment, une équipe de recherche en Chine a introduit une nouvelle solution sous la forme d’un double hydroxyde en couches multifonctionnel bidimensionnel dérivé d’un précurseur de feuille à structure métallo-organique. Ce matériau est soutenu par de l’or nanoporeux, offrant une porosité élevée. L’étude est publié dans la revue Frontières de la science et de l’ingénierie chimiques.
Remarquablement, cet électrocatalyseur démontre une double activité attrayante pour HER et HzOR. Concrètement, la cellule OHzS présente des performances supérieures, ne nécessitant qu’une tension de cellule de 0,984 V pour fournir 10 mA∙cm-2, une amélioration notable par rapport au système OWS (1,849 V).
De plus, la cellule d’électrolyse présente une stabilité remarquable, fonctionnant en continu pendant plus de 130 heures. Cette approche innovante améliore non seulement l’efficacité de la production d’hydrogène, mais est également prometteuse pour un avenir énergétique plus durable et plus propre.
Plus d’information:
Yongji Qin et al, Hydroxydes doubles en couches multifonctionnels soutenus par de l’or nanoporeux vers la division globale de l’hydrazine, Frontières de la science et de l’ingénierie chimiques (2023). DOI : 10.1007/s11705-023-2373-1
Fourni par Frontiers Journals