Une équipe de laUniversité technique de Berlin (TU Berlin),HZB,IMTEK (Université de Fribourg), etSiemens Énergiea développé un système hautement efficaceMembrane échangeuse d'anions (AEM)électrolyseur, dont les performances sont comparables à celles des systèmes existantsMembrane échangeuse de protons (PEM)électrolyseursCe qui rend cette réalisation remarquable est l’utilisation de matériaux peu coûteux.composés de nickelcomme catalyseur d'anode, remplaçant le coûteux et rareiridiumtraditionnellement utilisé dans les électrolyseurs PEM.
ÀBESSY II, l'équipe a pu menermesures d'opérandespour élucider en profondeur les processus catalytiques. Une équipe théorique de laPOUetSingapourfourni des descriptions moléculaires cohérentes.Fribourg, une cellule prototype a été testée en utilisant un nouveau procédé de revêtement.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans la prestigieuse revueCatalyse de la nature.
L'hydrogène jouera un rôle important dans les systèmes énergétiques du futur, servant de moyen de stockage d'énergie, de carburant et de matière première précieuse pour l'industrie chimique. Lorsqu'il est généré à partir desolaireouénergie éolienne, l'hydrogène peut être produit parélectrolyse de l'eauavec un impact climatique minimal. Actuellement, l'intensification de laéconomie verte de l'hydrogèneest dominé par deux systèmes :Électrolyse par membrane échangeuse de protons (PEM)et classiqueélectrolyse alcaline liquide (ALK). LeÉlectrolyseur AEMcombine les avantages des deux systèmes, comme le fait de ne pas nécessiter de métaux précieux rares commeiridium.
L'équipe de recherche commune a maintenant présenté son premierÉlectrolyseur AEM, avec une efficacité de production d’hydrogène presque aussi élevée que celle deÉlectrolyseurs PEM. Au lieu d'utiliseriridium, ils ont employénickeletfer,cobalt, ouhydroxydes de manganèseet a développé une méthode pour les appliquer directement sur lemembrane échangeuse d'anions.
Au cours du processus d’électrolyse, l’équipe a pu réalisermesures d'opérandesà laSource de rayonnement synchrotron BESSY IIàLiXEdromdansBerlin. Des équipes théoriques deSingapouret lePOUa aidé à expliquer les données expérimentales.
ProfesseurPierre Strasserde laUniversité technique de Berlinexpliqué,
« Cela nous a permis d'élucider les processus catalytiques pertinents sur la membrane recouverte de catalyseur, en particulier la transition de phase de la phase catalytiquement inactivephase αaux très actifsphase αet le rôle de diversO-ligandsetCentres Ni4en catalyse.
« C'est çaphase gammace qui rend notre catalyseur compétitif avec l'état actuel de la techniquecatalyseurs à base d'iridium. Notre travail montre d'importantes similitudes catalytiques aveciridiummais révèle également des différences moléculaires surprenantes. »
« Par conséquent, cette recherche améliore considérablement notre compréhension des mécanismes catalytiques fondamentaux des nouveauxmatériaux d'électrodes à base de nickel. De plus, le nouveauméthode de revêtement d'électrode à membranemontre une excellente évolutivité. La première unité de laboratoire entièrement fonctionnelle a déjà été testée àMERCI. Ce travail pose les bases d'une évaluation industrielle plus poussée et démontre queÉlectrolyseurs d'eau AEMpeut également être très efficace.
