Avec l’essor des énergies renouvelables et des véhicules électriques, les voitures à hydrogène suscitent un intérêt croissant. Le professeur Mengjing Li, professeur adjoint au département de physique appliquée de l’Université polytechnique de Hong Kong, se consacre à l’étude de l’ammoniac comme vecteur d’hydrogène et a récemment développé un catalyseur efficace et à faible coût, contribuant à la viabilité pratique des véhicules à hydrogène.
La transition mondiale vers une énergie durable a placé les véhicules à pile à combustible à hydrogène au premier plan des solutions de transport propre. Avec les efforts des gouvernements et des industries pour décarboner la mobilité, les véhicules à pile à combustible à hydrogène gagnent en popularité grâce à leur haute efficacité énergétique et leurs émissions nulles. Cependant, l’adoption généralisée des voitures à hydrogène dépend non seulement du développement de la technologie des piles à combustible, mais aussi du stockage et de la libération sûrs, efficaces et économiques de l’hydrogène.
Le professeur Li et son équipe explorent l’utilisation de l’ammoniac comme vecteur de carburant à hydrogène, étudiant la stabilité du stockage de l’hydrogène pour promouvoir l’adoption des voitures à hydrogène. Leurs résultats, publiés dans Advanced Materials, présentent un catalyseur efficace et peu coûteux pour faciliter les réactions de production d’hydrogène.
Les recherches récentes se concentrent sur des stratégies de conception de catalyseurs innovantes pour améliorer l’activité à basse température des systèmes à base de cobalt. L’une des approches consiste à concevoir une contrainte de réseau à l’interface catalyseur-support, modifiant ainsi la structure électronique des sites actifs pour optimiser leur interaction avec les réactifs. S’inspirant des progrès en ingénierie des contraintes dans d’autres systèmes catalytiques, l’équipe du professeur Li a développé une nouvelle classe de catalyseurs à structure cœur-coquille, prenant l’exemple de Co@BaAl₂O₄₋ₓ.
Les tests de performance du catalyseur Co@BaAl₂O₄₋ₓ montrent une activité remarquable dans la décomposition de NH₃ à des températures modérées. À des conditions de flux élevé, ce catalyseur atteint un taux de production d’hydrogène de 64,6 mmol H₂ gcat⁻¹ min⁻¹ et maintient une conversion presque complète de NH₃ entre 475 °C et 575 °C. Ces résultats sont comparables, voire supérieurs, à ceux de nombreux catalyseurs à base de ruthénium, sans les contraintes de coût et d’approvisionnement associées.
Des techniques avancées de caractérisation, telles que la spectroscopie d’absorption des rayons X par synchrotron et la microscopie électronique, ont confirmé la formation d’une structure cœur-coquille bien définie et la présence de substances azotées à l’interface après la réaction, soulignant le rôle clé de la structure hétérogène dans la promotion du processus catalytique.
