05/05/2010: Allemagne: Réduire de 80 % le prix des piles à combustibles avec un nouveau catalyseur

Le plus grand défi actuel du développement des piles à combustible hydrogène est le coût élevé du platine. Celui-ci est actuellement encore nécessaire pour produire de l'hydrogène rapidement et en quantité avec l'électrolyse de l'eau (procédé inverse des piles à combustibles).

Lors du processus de conversion électrochimique dans la pile à combustible, le platine, casse d'abord les molécules d'oxygène (O₂), de sorte que la recombinaison de deux atomes d'oxygène est un problème. Séparés, les atomes individuels sont déposées immédiatement sur la surface de platine en une fraction de seconde et sont ensuite convertis en molécules d'eau.

Des chercheurs de l'Université technique de Berlin, le cluster d'excellence en catalyse UniCat *, et des scientifiques américains, ont décrit le mécanisme d'action d'un nouveau catalyseur qui permettrait de diminuer la quantité de platine intégré dans les  piles à combustibles, et par conséquent de réduire leur coût, d'environ  80%.

Les résultats sont publiés dans l'édition "Nature Chemistry" du mois de Mai **.

En synthétisant des catalyseurs sphériques à base de cuivre et de platine de l'ordre de quelques nanomètres, les chercheurs retirent ensuite une partie du cuivre et arrive ainsi à produire une sphère de platine épaisse de quelques atomes.

Le mécanisme de mélange et de séparation du cuivre provoque une condensation des atomes de platine en surface,  la capacité de fixation de l'oxygène sur ces particules est aisnsi réduite, ce qui favorise la réaction de formation d'eau et améliore donc le rendement électrique de la pile à combustible.

L'activité électrochimique du nouveau catalyseur peut aussi être régulée en continu et permet ainsi d'optimiser son utilisation.

Ce procédé est également applicable à d'autres métaux précieux, ce qui entraînerait une nette réduction des coûts de tous les procédés chimiques impliquant ceux-ci.

Le procédé inverse de la pile à combustible hydrogène (électrolyse de l'eau) pourrait ainsi trouver d'énormes avantages à utiliser cette technique pour réduire le coût des générateurs d'hydrogène à partir d'énergie renouvelable.

Des tests à grande échelle sur ces nouveaux catalyseurs sont menés actuellement dans des laboratoires de l'industrie automobile et de l'industrie chimique Allemande en conditions réelles d'utilisation.

* UniCat (Unifying Concepts in Catalysis) est un cluster dédié à la catalyse en Allemagne. Il regroupe 250 chercheurs (chimistes, physiciens, biologistes, etc.) issus de 4 universités et de 2 Instituts Max-Planck de Berlin et du Brandebourg.

** L'article sera disponible à l'url  http://www.nature.com/nchem/journal/v2/n4/index.html
("Lattice-strain control of the activity in dealloyed core-shell fuel cell catalysts")

Source : Dépêche idw, communiqué de presse de l'Université technique de Berlin - 27/04/2010 - http://idw-online.de/pages/en/news366426