Un nouvel appareil sans émission créée par des scientifiques de l’Université de Stanford utilise une pile ordinaire de 1,5 volt pour décomposer l’eau en hydrogène et oxygène à température ambiante, fournissant potentiellement une méthode peu coûteuse pour alimenter des piles à combustible dans les véhicules et les bâtiments à zéro émission.
Le séparateur d’eau est fabriqué à partir de métaux nickel et fer relativement abondantes et bon marché. Il fonctionne en envoyant un courant électrique à partir d’une seule pile vers deux électrodes.
«C’est la première fois quelqu’un a utilisé des catalyseurs de métaux non précieux pour séparer l’eau à une tension aussi basse tension», souligne le professeur de chimie et chercheur principal Hongjie Dai. «C’est tout à fait remarquable, parce que normalement vous avez besoin de métaux coûteux comme le platine ou l’iridium pour atteindre cette tension. »
La technologie présente un potentiel énorme en tant que source pour alimenter les piles à combustible d’hydrogène, successeur probable de l’essence. Contrairement à la combustion de l’essence, qui émet de grandes quantités de dioxyde de carbone, gaz à effet de serre, les piles à combustible combinent du l’hydrogène stocké avec l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité, laissant seulement de l’eau comme sous-produit.
Les véhicules à pile à combustible existent depuis les années 1960, mais sous forme, la plupart du temps, de projets de recherche, voitures et autobus de démonstration. Mais nous pourrions bientôt les voir en production commerciale, avec Toyota et Honda qui tous deux se sont engagés à vendre des voitures à pile à combustible en 2015. Sans oublier Hyundai qui loue déjà des véhicules à pile à combustible en Californie du Sud.
Les véhicules à pile à combustible ont été largement critiqué pour leur coût élevé, le manque d’infrastructures pour l’accès au carburant, et leur faible efficacité énergétique en tenant compte de l’effort qu’il faut pour produire de l’hydrogène comprimé (impliquant souvent de grandes installations industrielles qui font usage de processus à forte intensité énergétique combinant vapeur et de gaz naturel).
Mais la nouvelle recherche de Stanford, qui s’appuie sur une méthode précédemment inconnue pour décomposer l’eau, pourrait aider à faire face à tous ces problèmes.
«Cela a été une recherche constante depuis des décennies pour fabriquer des électro-catalyseurs low-cost avec une activité élevée et une longue durée de vie», explique Hongjie Dai. « Quand nous avons découvert qu’un catalyseur à base de nickel est aussi efficace que le platine, ce fut une surprise totale. »
Le catalyseur au nickel-métal / nickel-oxyde découvert par un étudiant diplômé de Stanford, Ming Gong, exige donc des tensions qui sont nettement moins élevées pour décomposer l’eau par rapport à nickel pur ou l’oxyde de nickel pur. Cette nouvelle technique n’est pas encore prête pour une production commerciale, cependant.
« Les électrodes sont relativement stables, mais ils se décomposent lentement au fil du temps», souligne Ming Gong. « Le dispositif actuel pourrait probablement fonctionner pendant des jours, mais des semaines ou des mois seraient préférables. Cet objectif est réalisable sur la base de mes résultats les plus récents. »
La prochaine étape est d’améliorer ce taux de dégradation, et de tester une version qui fonctionne sur l’électricité produite par l’énergie solaire à la place de la pile AAA (1,5).
Les chercheurs croient n’a que leur séparateur d’eau pourrait économiser des milliards de dollars aux producteurs d’hydrogène, et que le dispositif d’électrolyse pourrait être utilisé pour fabriquer du gaz de chlore et de l’hydroxyde de sodium ainsi que les piles à combustible d’hydrogène.
http://news.stanford.edu/news/2014/august/splitter-clean-fuel-082014.html
