Une nouvelle stratégie catalytique sud-coréenne fait passer l’efficacité d’une réaction clé de 12 % à 52 %

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche sud-coréenne a développé une nouvelle stratégie de conception de catalyseurs qui, sans modifier la structure chimique du catalyseur lui-même, améliore considérablement l’efficacité des réactions clés dans les batteries et les piles à combustible à hydrogène en ajustant le champ électrique environnant.

Cette étude a été menée par une équipe dirigée par le professeur Seung Jun Hwang de l’Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) et le professeur Jaeyune Ryu de l’Université nationale de Séoul (Seoul National University). Traditionnellement, l’amélioration des performances d’un catalyseur nécessite de modifier son métal central (comme le fer, le cobalt ou le nickel) ou de repenser sa structure moléculaire environnante (ligands). L’équipe a emprunté une voie différente, en laissant le catalyseur lui-même pratiquement inchangé, mais en plaçant à proximité des ions chargés positivement (cations) pour générer un champ électrique local, influençant ainsi la voie réactionnelle.

Le cœur de l’étude est la réaction de réduction de l’oxygène (ORR), un processus électrochimique clé pour la production d’électricité dans les piles à combustible à hydrogène et les batteries métal-air, dont l’efficacité est directement liée à la consommation énergétique des dispositifs. Les données expérimentales montrent qu’après l’introduction du champ électrique, la proportion de la voie réactionnelle ciblée est passée d’environ 12 % à jusqu’à 52 %, ce qui signifie une réaction plus efficace et nécessitant moins d’énergie.

Le professeur Seung Jun Hwang a déclaré que cette étude démontre qu’il est possible de contrôler précisément les caractéristiques d’une réaction en modifiant uniquement le champ électrique environnant le catalyseur, sans altérer sa structure. L’équipe de recherche estime que cette découverte oriente l’attention des chercheurs de la structure du catalyseur vers son environnement de travail, ouvrant ainsi une nouvelle voie pour l’ingénierie des catalyseurs.

L’impact de cette méthode pourrait dépasser les domaines du stockage d’énergie et de l’hydrogène. L’équipe de recherche prévoit que le même principe pourrait être appliqué aux catalyseurs utilisés dans la conversion du dioxyde de carbone et la production d’hydrogène respectueuse de l’environnement. Si cette stratégie peut être mise à l’échelle et appliquée à différents systèmes catalytiques, elle pourrait améliorer les performances de multiples technologies d’énergie propre sans nécessiter le développement de nouveaux matériaux catalytiques. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Society.