Plus d'hydrogène et de meilleures piles à combustible : Un nouveau regard sur les principes de base

Lorsqu'une molécule d'eau libère un proton, elle devient de l'hydroxyde. Cependant, ce proton aime emporter un électron avec lui. Or, un proton associé à un électron donne finalement de l'hydrogène, substance considérée comme un élément important de la production d'énergie à faibles émissions et respectueuse de l'environnement.

L'électrolyse de l'eau, la réaction qui décrit la séparation de l'eau en oxygène et en hydrogène, a donné lieu à de nouvelles découvertes.

La vitesse de réaction à laquelle les protons et donc les électrons sont échangés a été étudiée. Ces processus sont tout aussi cruciaux pour l'utilisation de l'électricité verte afin de produire de l'hydrogène que pour la conversion de l'hydrogène en électricité au sein d'une pile à combustible.

Même les piles et les accumulateurs fonctionnent fondamentalement selon ce principe. Des particules chargées positivement (protons) et négativement (électrons) sont échangées, chacune se concentrant d'un côté et créant ainsi une différence de potentiel ou de tension. Le courant circule.

Contrairement aux attentes, les deux particules formées à partir de deux molécules d'eau se comportent de manière très différente. Selon des recherches menées au MIT, l'hydronium, chargé positivement, et l'hydroxyde, chargé négativement, en équilibre, n'équilibrent pas la réaction.

Au contraire, l'échange se fait au même rythme lorsque le pH de la solution est de 10. Cela signifie que l'hydroxyde apparaît un million de fois plus souvent que l'hydronium. Ce n'est qu'à ce moment-là que l'échange de protons et d'électrons s'effectue à l'unisson.

"Notre découverte est vraiment révélatrice, car elle signifie que l'hypothèse que les gens utilisent pour analyser tout ce qui va de la catalyse des piles à combustible à l'évolution de l'hydrogène peut être quelque chose que nous devons revoir", déclare Yogesh Surendranath, auteur principal de l'étude.

Il y a donc de fortes chances que de nombreux processus fondamentaux de production d'énergie utilisant des réactions chimiques dans les piles à combustible, les batteries ou les accumulateurs fassent l'objet d'innovations passionnantes dans un avenir proche.