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Du graphène pour remplacer le platine dans les piles à combustible

Inde

Brève
Inde | Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique
1er février 2017

Des chercheurs indiens ont conçu un catalyseur à base de graphène pour être incorporé dans les piles à combustible à la place des catalyseurs actuels utilisant du platine.

Les piles à combustible représentent une source d’énergie renouvelable prometteuse aux applications nombreuses (appareils portatifs, voitures électriques…). Ne nécessitant pour fonctionner que du dihydrogène et l’oxygène présent dans l’air, elles produisent de l’énergie électrique en rejetant uniquement du dioxygène et de la vapeur d’eau.

Une pile à combustible fonctionne sur le principe inverse de l’électrolyse : une réaction d’oxydoréduction se produit entre l’anode distribuant le dihydrogène (combustible réducteur) et la cathode distribuant le dioxygène (oxydant). Une membrane placée entre les électrodes favorise le transfert de protons qui se combinent avec les atomes d’oxygènes pour former des molécules d’eau, tandis que le déplacement d’électrons crée un courant électrique entre l’anode et la cathode. Cette réaction nécessite cependant l’utilisation d’un catalyseur. Dans l’état actuel de la technologie, les catalyseurs les plus efficaces sont fabriqués à base de platine, ce qui rend prohibitif le coût des piles à combustibles.

Pour rendre plus accessible cette source d’énergie, une équipe de chercheurs issue du CSIR-Central Electrochemical Research Institute de Karaikudi (Tamil Nadu) et de la Mahatma Gandhi University au Kerala, dirigée par Dr. Subbiah Alwarappan, a conçu un catalyseur à base de graphène recouvert de bore, et sur lequel sont déposé des nanofils d’argent.

Le catalyseur ainsi obtenu est fait de canaux poreux qui assurent efficacement le transport de l’oxygène gazeux et des ions hydroxyles pendant la réaction. Les tests ont montré une efficacité comparable aux catalyseurs à base de platine, pour un coût de fabrication bien inférieur.

Source
“Graphene-based catalyst for fuel cells”, Nature India, 17 January 2017
• Nair, A. K. et al. Boron doped graphene wrapped silver nanowires as an efficient electrocatalyst for molecular oxygen reduction. Sci. Rep. 6, 37731 (2016)

Rédacteur :
Laurent Glattli
laurent.glattli[at]diplomatie.gouv.fr
Service pour la Science et la Technologie, Ambassade de France en Inde

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