Les électrocatalyseurs à base de nickel imprimés en 3D permettent une évolution très efficace de l’hydrogène


Les électrocatalyseurs à base de nickel imprimés en 3D permettent une évolution très efficace de l'hydrogène

Représentation schématique de l’impression 3D photopolymérisable d’une électrode à de Ni. Crédit photo : SARI

L’électrolyse de l’eau est une méthode de production d’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelables. Le développement d’électrocatalyseurs peu coûteux pour une réaction efficace et durable de dégagement d’hydrogène en milieu alcalin est crucial pour répondre à la demande croissante en hydrogène.

Les métaux du groupe du platine présentent une excellente activité dans la réaction de dégagement d’hydrogène, mais leur coût élevé entrave leur utilisation généralisée.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Tang Zhiyong et le professeur agrégé Zhang Jie de l’Institut de recherche avancée de Shanghai (SARI) de l’Académie chinoise des sciences a proposé une nouvelle méthode d’impression 3D photodurcissante pour fabriquer directement des électrocatalyseurs à base de à motifs avec du gluten unique. comme une structure cubique et une forte interaction catalyseur-substrat.

L’étude a été publiée dans nano énergie.

L’impression 3D à photodurcissement a un coût de fabrication beaucoup plus faible que l’impression 3D par fusion laser sélective et un degré de liberté et une précision d’impression beaucoup plus élevés que l’impression 3D à encre directe.

Sur la base de cette technologie, les chercheurs ont optimisé la composition de la pâte d’impression et le processus de post-traitement. La surface d’électrode résultante présente une structure cubique de type gluten, avec Ti à l’état amorphe interagissant fortement avec Ni, ce qui entraîne une augmentation des sites actifs et des propriétés électrolytiques améliorées.

L’électrode à base de nickel conçue sur mesure présente une excellente durabilité et une surtension remarquablement faible, surpassant le catalyseur Pt/C commercial et la plupart des électrocatalyseurs modernes.

Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité montrent en outre que le dopage au Ti abaisse la barrière énergétique de la dissociation de l’eau et la barrière énergétique de l’hydrogène, améliorant ainsi la réaction de dégagement d’hydrogène.

Ce travail propose une nouvelle stratégie pour fabriquer avec précision les catalyseurs sans métaux nobles structurés avec une activité accrue dans l’électrolyse alcaline de l’eau. De plus, le processus d’impression 3D photodurcissable développé offre une alternative pour produire des électrocatalyseurs rentables avec une architecture 3D complexe.


Nanoparticules d’alliage creux ultrapetites pour la catalyse synergique du dégagement d’hydrogène


Plus d’information:
Zhaojing Han et al, Impression 3D à photodurcissement direct d’électrocatalyseurs à base de nickel pour une évolution hautement efficace de l’hydrogène, nano énergie (2022). DOI : 10.1016/j.nanoen.2022.107615

Fourni par l’Académie chinoise des sciences

Citation: Des électrocatalyseurs à base de nickel en 3D une évolution hautement efficace de l’hydrogène (12 août 2022) Extrait le 12 août 2022 de https://phys.org/news/2022-08-3d-printed-nickel-based-electrocatalysts-enable -high.html

Ce document est protégé par le droit d’auteur. Sauf pour le commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est uniquement à des fins d’information.

Laisser un commentaire