Piles à combustible alcalines : le rôle du catalyseur dans la réduction de l’oxygène désormais précisé
Les piles à combustibles alcalines (AFC) permettent de produire de l’électricité et de la chaleur grâce à une réaction d’oxydoréduction entre l’hydrogène et l’oxygène. Des chercheurs de l’Université d’Ulm (Bade-Wurtemberg), en coopération avec des équipes argentines et russes, ont précisé le rôle de l’or en tant que catalyseur de la réduction de l’oxygène en milieu alcalin. Ce résultat s’appuie sur des calculs de statistique quantique combinés avec la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) [1].
Les chercheurs ont ainsi découvert qu’en milieu alcalin, la première étape de la réduction de l’oxygène, caractérisée par la transformation du dioxygène O2 en l’espèce chimique O2-, ne requiert pas l’intervention d’un catalyseur [2]. Ce phénomène, valable en milieu alcalin, ne s’applique pas aux piles à combustible conventionnelles, fonctionnant en milieu acide. En effet, la réduction de l’oxygène en milieu acide nécessite dès le départ l’intervention d’un catalyseur, avec une première étape d’adsorption [3]. Dans le cas du milieu alcalin, l’action du catalyseur, en l’occurrence l’or, n’intervient que lors des étapes suivantes de la réduction.
Les chercheurs soulignent que ce résultat possède des applications dans la conception de nouvelles batteries lithium-air.
Pour en savoir plus, contacts :
– [1] Plus d’informations sur la théorie de la fonctionnelle de la densité : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/ME5TB
– [2] Ce résultat a été publié dans un article de la revue “Angewandte Chemie”, disponible en anglais au lien suivant : http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201205902/abstract
– [3] Plus d’informations sur le phénomène d’adsorption : http://fr.wikipedia.org/wiki/Adsorption
– Prof. Dr. Wolfgang Schmickler, Institut de chimie théorique de l’Université d’Ulm – tél. : +49 (0)731 50-31340 – email : wolfgang.schmickler@uni-ulm.de – http://www.uni-ulm.de/en/nawi/nawi-thphchemie.html
– Dr. Elizabeth Santos, Institut de chimie théorique de l’Université d’Ulm – tél. : +49 (0)731 50-31342 – email : elisabeth.santos@uni-ulm.de
Sources :
“Theorie trifft Experiment: Grundlegendes zu Brennstoffzellen und Batterien der Zukunft”, dépêche idw, communiqué de presse de l’Université d’Ulm – 23/11/2012 – http://idw-online.de/pages/de/news508741
Rédacteurs :
Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr