Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Ecole d’Ingénierie et des Sciences Appliquées Henry Samueli l’UCLA, a développé des nanostructures faites à partir d’un composé de trois métaux qui augmente l’efficacité et la durabilité des piles à combustible, tout en réduisant le coût de leur fabrication. Leur solution répond à des problèmes épineux qui ont bloqué l’adoption de cette technologie.
Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons ont montré de grandes promesses en tant que technologie d’énergie propre avec de nombreuses applications y compris les véhicules à zéro émission. Les piles à combustible fonctionnent en faisant réagir de l’hydrogène et de l’oxygène afin de produire de l’électricité, et tout ce qui est rejeté n’est que l’eau – plutôt que les polluants et des gaz à effet de serre émis par les moteurs de voitures traditionnelles.
Les procédés chimiques qui interviennent dans des piles à combustible à membrane échangeuse de protons sont catalysés par des métaux. Un de ces procédés est une réaction de réduction de l’oxygène, qui utilise généralement du platine comme catalyseur.
Mais le coût élevé du platine a été un facteur majeur dans l’entrave de cette technologie pour une adoption plus large des piles à combustible. Les scientifiques ont étudié des catalyseurs alternatifs – y compris en utilisant un composé de platine-nickel – mais à ce jour, aucun n’a été suffisamment durable pour être une solution viable.
Pour créer une pile à combustible qui serait plus efficace, plus durable et moins coûteuse à produire, les chercheurs ont utilisé une technique d’ingénierie baptisée « dopage de surface», dans laquelle ils ont ajouté un troisième métal appelé molybdène sur la surface des nanostructures platine-nickel. Le changement a fait que la surface de l’alliage est plus stable et a empêché la perte de nickel et de platine au fil du temps.
L’étude a révélé que les nanostructures avec la surface de platine-nickel-molybdène étaient 81 fois plus efficaces que les catalyseurs fabriqués à partir d’un composé de platine en carbone du commerce. Et le composé à 3 métaux a conservé environ 95 % de son efficacité au fil du temps – ce qui est significativement bien meilleur que le taux d’efficacité de 66 % ou moins des catalyseurs platine-nickel.
