Un catalyseur limite la pollution des piles à combustible
Par Benje le mardi, mars 25 2008, 22:45 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Nouvelle traduite par Benjamin Auriol du site Fuell Cell Today
Source: Fuel Cell Today - Titre Original: Catalyst minimises fuel cell poisoning
Des scientifiques américains auraient mis au point des nanoparticules qui peuvent efficacement oxyder le monoxyde de carbone, un contaminant souvent trouvé dans l'hydrogène utilisé dans les piles à combustibles. Un problème majeur pour les piles à combustible est que les matériaux alimentant les réactions contiennent souvent du CO, qui s'est formé pendant la production d'hydrogène. Ce CO "empoisonne" les électrodes des piles, affectant leur efficacité. Cependant, une équipe menée par Bryan Eichhorn de l'université du Maryland et Manos Mavrikas de l'université du Wisconsin, Madison, a conçu et créé un catalyseur pour l'oxydation préférentielle du CO utilisant un coeur de ruthenium (Ru) dans une enveloppe de Platine.
Il en résulte que les flux d'H2 nettoyés par leurs nanoparticules brûlent spontanément à 30°C alors que des températures de 85-170°C sont requises avec d'autres catalyseurs à base de Platine (Pt) ou de Ru. Cela suggère que le CO contaminant était moins présent dans l'H2 après l'oxydation sélective par ces nouvelles nanoparticules.
Les chercheurs disent que l'amélioration apportée par ce nouveau catalyseur est due à la présence de plus de sites Pt récepteurs de CO sur la surface des nanoparticules et une nouvelle réaction facilitée par l'hydrogène qui oxyde le CO à température ambiante grâce la formation d'un hydro-peroxyde intermédiaire.
A terme, les chercheurs espèrent réaliser un nouveau électro-catalyseur qui remplacera les anodes et cathodes actuelles dans les piles à combustible. "L'alliance des techniques de nano-synthèse de précision et de la théorie empirique des structures électroniques ouvre les portes d'une conception et production de nouveaux matériaux, au pouvoir catalysant bien supérieur pour bon nombre de processus chimiques", dit Eichhorn.
L'encapsulation dans des nanoparticules n'est pas nouvelle, mais la contrôle de la synthèse d'un tel catalyseur basé sur des calculs et des expériences l'est, dit l'électrochimiste Nicolas Alonso-Vante de l'Université de Poitiers. "Ce travail montre que des aspects très fondamentaux obtenus pour des modélisations étendues de surfaces peuvent être appliqués à des matériaux du monde réel, tels que les nano-catalyseurs, faisant ainsi le lien entre la science des surfaces et les catalyseurs" ajoute-t-il.
Des scientifiques américains auraient mis au point des nanoparticules qui peuvent efficacement oxyder le monoxyde de carbone, un contaminant souvent trouvé dans l'hydrogène utilisé dans les piles à combustibles. Un problème majeur pour les piles à combustible est que les matériaux alimentant les réactions contiennent souvent du CO, qui s'est formé pendant la production d'hydrogène. Ce CO "empoisonne" les électrodes des piles, affectant leur efficacité. Cependant, une équipe menée par Bryan Eichhorn de l'université du Maryland et Manos Mavrikas de l'université du Wisconsin, Madison, a conçu et créé un catalyseur pour l'oxydation préférentielle du CO utilisant un coeur de ruthenium (Ru) dans une enveloppe de Platine.
Il en résulte que les flux d'H2 nettoyés par leurs nanoparticules brûlent spontanément à 30°C alors que des températures de 85-170°C sont requises avec d'autres catalyseurs à base de Platine (Pt) ou de Ru. Cela suggère que le CO contaminant était moins présent dans l'H2 après l'oxydation sélective par ces nouvelles nanoparticules.
Les chercheurs disent que l'amélioration apportée par ce nouveau catalyseur est due à la présence de plus de sites Pt récepteurs de CO sur la surface des nanoparticules et une nouvelle réaction facilitée par l'hydrogène qui oxyde le CO à température ambiante grâce la formation d'un hydro-peroxyde intermédiaire.
A terme, les chercheurs espèrent réaliser un nouveau électro-catalyseur qui remplacera les anodes et cathodes actuelles dans les piles à combustible. "L'alliance des techniques de nano-synthèse de précision et de la théorie empirique des structures électroniques ouvre les portes d'une conception et production de nouveaux matériaux, au pouvoir catalysant bien supérieur pour bon nombre de processus chimiques", dit Eichhorn.
L'encapsulation dans des nanoparticules n'est pas nouvelle, mais la contrôle de la synthèse d'un tel catalyseur basé sur des calculs et des expériences l'est, dit l'électrochimiste Nicolas Alonso-Vante de l'Université de Poitiers. "Ce travail montre que des aspects très fondamentaux obtenus pour des modélisations étendues de surfaces peuvent être appliqués à des matériaux du monde réel, tels que les nano-catalyseurs, faisant ainsi le lien entre la science des surfaces et les catalyseurs" ajoute-t-il.