Produire de l'hydrogène avec pour seule énergie le soleil

Publié par Adrien le 11/09/2008 à 00:54
Source: BE Australie numéro 59 (8/09/2008) - Ambassade de France en Australie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /55856.htm
Les laboratoires du monde entier s'acharnent à augmenter l'efficacité de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau afin de diminuer la consommation d'énergie nécessaire à cette réaction. L'objectif ultime est de parvenir à réaliser l'électrolyse (Dans l'industrie chimique, l'électrolyse est une méthode de séparation d'éléments ou de...) avec un apport minimum d'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...) qui pourrait être produite à l'aide de cellules solaires. Des chercheurs australiens de l'Université Monash (L'Université Monash (anglais : Monash University) est la plus grande université...), du CSIRO et américains ont réussi, pour la première fois, à dissocier de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) en hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et en oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) en utilisant la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...), une faible quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) d'électricité et un composé manganésifère.

Un des facteurs limitant la production industrielle d'hydrogène est l'inefficacité des catalyseurs de la réaction, ou leur coût. Les organismes photosynthétiques étant les seuls systèmes naturels capables de photo-oxyder l'eau de façon efficace en utilisant la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...), on essaye de concevoir des catalyseurs inspirés de leurs complexes catalytiques.

Les analyses par diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est...) des rayons X ont révélé qu'un de ces complexes catalytiques naturels comporte un noyau à configuration approximativement cubique, composé de quatre atomes de manganèse (Le manganèse est un élément chimique, de symbole Mn et de numéro atomique 25.) liés à un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) de calcium (Le calcium est un élément chimique, de symbole Ca et de numéro atomique 20.) et à des atomes d'oxygène. Les catalyseurs synthétisés à partir de ce modèle structural se sont jusqu'à présent tous avérés inactifs. Le nouveau catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...) stable utilise des noyaux de manganèse de type "cubanes" [Mn4O4L6], développés il y a quelques années par un des chercheurs, comprenant des cubes [Mn4O4]n+ liés à un diaryle phosphinate de formule (p-R-C6H4)2PO2- (avec R=H, alkyle, ou Ome).

Les chercheurs ont montré qu'une anode (L'anode est l'électrode où a lieu une réaction électrochimique d'oxydation (menant à la...) recouverte d'une membrane perfluorosulfonée Nafion imprégnée avec ce catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...) électro-oxyde l'eau à des potentiels électriques compris entre 0,8 et 1,2 V (vs Ag/AgCl), en présence d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) lumineuse. Une fois lié aux parois des pores du conducteur protonique Nafion, le catalyseur s'est avéré être stable.

Les tests ont montré que le catalyseur était encore actif après trois jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) de production continue d'oxygène et d'hydrogène. La prochaine étape consistera bien sûr à réaliser l'électrolyse sans autre apport d'énergie que celle du soleil.

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