Les scientifiques trouvent un moyen de rendre la production d'hydrogène 25 fois plus efficace

Les scientifiques trouvent un moyen de rendre la production d'hydrogène 25 fois plus efficace

 

L’option zéro émission de l’hydrogène est très prometteuse pour réduire notre dépendance aux combustibles fossiles – si seulement nous pouvions trouver un moyen de le produire à moindre coût et sans avoir besoin de quantités folles d’énergie. Maintenant, les scientifiques ont trouvé un moyen de produire efficacement de l’hydrogène en utilisant de la rouille et une source lumineuse.

 

L’installation utilise seulement quelques ingrédients de base – la lumière d’une lampe au mercure-xénon, une solution d’eau et de méthanol , et un type particulier de rouille (ou de fer oxyde) appelé α-FeOOH . Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont expliqué comment cette méthode produit 25 fois plus d’hydrogène que les techniques existantes qui utilisent des catalyseurs au dioxyde de titane.

L’un des plus grands défis de la production de carburant hydrogène est de taquiner les atomes d’hydrogène en dehors des autres molécules, et de les garder ainsi sans que tout explose.

Dans la nouvelle méthode, en échangeant du titane avec de la rouille, l’hydrogène gazeux généré semblait être empêché de se recoupler avec de l’oxygène, ce qui rend la séparation des éléments plus facile et réduit le risque d’explosion en même temps.

Cette inflammabilité est l’une des raisons pour lesquelles l’hydrogène n’a pas encore fait son chemin. L’autre est que séparer l’hydrogène (de l’eau, du méthane ou quelque chose de similaire) prend généralement beaucoup plus d’énergie qu’il n’est pratiquement viable.

“Nous avons été vraiment surpris de la génération d’hydrogène utilisant ce catalyseur, car la plupart des oxydes de fer ne sont pas connus pour se réduire en hydrogène”, , explique le scientifique des matériaux Ken-ichi Katsumata , de l’Université des sciences de Tokyo au Japon.

“Par la suite, nous avons recherché la condition d’activation de α-FeOOH et avons constaté que l’oxygène était un facteur indispensable, ce qui était la deuxième surprise car de nombreuses études ont montré que l’oxygène supprime la production d’hydrogène en capturant les électrons excités. ”

En plus d’être plus courant (et donc moins cher) que d’autres métaux utilisés comme catalyseurs pour produire de l’hydrogène, ce type de rouille semble également être très stable – les chercheurs rapportent qu’ils ont pu garder leur laboratoire expériences réussies pendant une étonnante 400 heures.

Considérant que la source d’hydrogène dans ce cas est de simples déchets organiques, la nouvelle approche pourrait potentiellement faire une énorme différence pour les systèmes énergétiques – un processus de production d’hydrogène qui fait plus avec moins.

Que ce soit dans un moteur de voiture ou une centrale électrique, le seul sous-produit de l’hydrogène est l’eau. C’est cette promesse d’une source de carburant révolutionnaire qui a beaucoup de scientifiques travaillant dur pour générer de l’hydrogène en utilisant des ressources abondantes comme l’eau et la lumière du soleil.

Nous avons vu plusieurs catalyseurs testés avec succès ces dernières années, offrant aux experts un certain nombre de pistes à explorer, mais le défi d’obtenir quelque chose de sens commercial n’a pas encore été surmonté.

Cette dernière étude décrit un pas en avant significatif, mais de nombreuses recherches supplémentaires seront nécessaires avant de pouvoir alimenter nos voitures en hydrogène. L’un des domaines que l’équipe souhaite étudier ensuite est la raison pour laquelle l’oxygène est si crucial pour le processus de production (lorsqu’il a été retiré du catalyseur, les expériences ont échoué).

“La fonction spécifique de l’oxygène dans l’activation de l’α-FeOOH induite par la lumière n’a pas encore été dévoilée”, dit Katsumata . “Par conséquent, l’exploration du mécanisme est le prochain défi.”

La recherche a été publiée dans Chemistry – A European Journal .

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