Vers la création d’une super cathode

Des chercheurs de MIT ont découvert qu’une couche de 20 nanomètres d’épaisseur d’un cristal pérovskite posée sur un cristal de zircone permettait de créer une cathode améliorant le rendement des piles à combustible.

Une couche mince de cobalt, lanthane et strontium

Dans de nombreux cas, la couche mince d’un matériau, qui n’a souvent que quelques molécules d’épaisseur, a des propriétés différentes de celles démontrées par la même matière, mais utilisée en bien plus grande quantité. C’est exactement ce qui s’est passé pour les scientifiques américains.

En l’occurrence, le matériau composé de cobalt, lanthane et strontium travaille à des températures moins élevées que les électrodes d'une pile à combustible à oxyde solide (800 °C pour ces dernières et 500 °C pour ce pérovskite), ce qui permet de ralentir le phénomène de dégradation des composants utilisés, rallongeant ainsi la durée de vie de l’ensemble. De plus, elle est moins cher à fabriquer que les cathodes traditionnelles utilisées dans ce genre de cellule qui font souvent appel à du platine.

Vers une meilleure compréhension des piles à combustible

Ces résultats sont d’autant plus surprenants que les premières recherches sur le sujet ont révélé que les couches minces de pérovskite avaient un rendement inférieur aux couches épaisses et n’étaient donc pas adaptées à ce genre d’utilisation. Pour rappel, une structure pérovskite est un cristal similaire au titane de calcium, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un oxyde disposant de deux atomes distincts combinés à trois atomes d’oxygène (SrTiO3 ou BaTiO3 par exemple).

Dans une pile à combustible, un combustible tel que l’hydrogène ou le méthanol, va réagir avec un catalyseur pour chimiquement relâcher de l’énergie. Concrètement, cela permet d’éviter les dégagements de gaz ou autres agents polluants et de recharger la batterie plus facilement puisqu’il suffit de verser du combustible. Le grand défi des chercheurs est de fabriquer une cathode capable de produire rapidement de l’oxygène. Or, les universitaires de MIT ont réussi à mieux étudier les réactions qui ont lieu avec la surface des matériaux en action et ils ont ainsi pu créer une cathode avec un meilleur rendement. Ils ont maintenant la lourde tâche d’essayer d’utiliser d’autres familles de composés chimiques afin de trouver la cathode optimale et le catalyseur qui offrira la plus grande stabilité.

Ces travaux ont une portée qui touche d’abord les centrales électriques et les cellules générant une énergie conséquente. Néanmoins, ils sont importants pour la compréhension des piles à combustible que beaucoup espèrent voir remplacer les cellules lithium-ion de nos ordinateurs.

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10 commentaires
    Votre commentaire
  • L'image ça fait un peu un jeu style Xbox Live Arcade. :D
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  • Saloperie de geek :O :D
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  • Quote:
    va réagir avec un catalyseur


    Depuis quand un catalyseur est un réactif ? Faut qu'on m'explique là ^^
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