Des chercheurs de l'UNIST conçoivent le photoélectrolyseur le plus efficace au monde pour produire de l'hydrogène vert

Des chercheurs de l'UNIST conçoivent le photoélectrolyseur le plus efficace au monde pour produire de l'hydrogène vert
Table
  1. Technologie photoélectrochimique pour la production d'hydrogène
  2. Le photoélectrolyseur UNIST dépasse 10 % d'efficacité


Les chercheurs de l'UNIST ont développé un système photoélectrochimique évolutif et efficace pour produire commercialement de l'hydrogène solaire.

La production de hydrogène vert en utilisant directement l’énergie solaire pour « piloter » la division de l’eau, c’est aujourd’hui l’une des réalisations les plus importantes dans le domaine des technologies électrochimiques. Cependant, la plupart de Les photoélectrolyseurs proposés jusqu'à présent sont instables en raison de la corrosion des matériaux ou inefficaces. Et les meilleurs résultats se limitent encore à de petites mesures en laboratoire.

Il nouveau système photoélectrochimique proposé par des scientifiques de l’Institut national des sciences et technologies d’Ulsan, en Corée du Sud, pourrait révolutionner le domaine.

L’équipe a étudié en profondeur les défis associés à la production directe d’hydrogène solaire, en revendant la recette à partir de cellules PEC traditionnelles. Mais surtout, il a réuni toutes les fonctionnalités souhaitées en un seul produit : un rendement élevé de conversion du sol en H.2durabilité, évolutivité.

Technologie photoélectrochimique pour la production d'hydrogène

Dans la division photoélectrochimique de l'eau, l'hydrogène est généré à l'aide de lumière et de semi-conducteurs spécialisés, similaires à ceux utilisés dans la production photovoltaïque mais immergés dans un électrolyte à base d'eau. Les rayons du soleil sont absorbés par le semi-conducteur qui joue le rôle d'anode de la cellule et clive les molécules H.2SOIT.

Les réacteurs PEC peuvent être construits sous forme de panneaux photovoltaïques comme systèmes d'électrodes ou comme particules photocatalytique en suspension. Les premières sont, de loin, les plus étudiées grâce à leurs similitudes avec les technologies photovoltaïques. Les plus grands défis à résoudre à l'heure actuelle concernent : l'efficacité, qui doit être améliorée grâce à une plus grande absorption de la lumière et une meilleure catalyse de surface ; la durabilité, qui sera optimisée grâce à des matériaux résistants à la corrosion et à des revêtements de surface protecteurs ; les coûts de production, qui seront réduits grâce à des matériaux et des processus moins chers que ceux actuels.

Récemment, une technologie a été développée pour résoudre dans une certaine mesure le problème de l'efficacité, mais les résultats ont été obtenus à partir d'un petit appareil de laboratoire. Une expansion est nécessaire pour que le marketing prenne de l’ampleur.

Jae-seong Lee, professeur UNIST

Le photoélectrolyseur UNIST dépasse 10 % d'efficacité

L'un des aspects clés de l'avancée de la Corée du Sud est qu'elle a utilisé pérovskite pour sa photoélectrode, un matériau bien connu pour son efficacité photovoltaïque et relativement bon marché. Cependant, comme l’ont montré les cellules solaires elles-mêmes, la plupart des pérovskites sont particulièrement sensibles aux stress environnementaux. Notamment aux rayons ultraviolets et à l'humidité. Sur le papier, ce n’est pas la meilleure option pour un matériau qui sera utilisé sous l’eau.

La solution? L'équipe a produit une pérovskite plus stable aux UV, en utilisant formamidinium comme cation dans la molécule au lieu du méthylammonium traditionnel. La surface en contact avec l'eau complètement scellé avec une feuille de nickel pour éviter la corrosion.

Et ce n'est pas tout. L'approche a permis d'augmenter la taille de la photoélectrode. Ces composants mesurent généralement moins d’un mètre carré dans les travaux de recherche et doivent être agrandis environ 10 000 fois pour atteindre une taille pratique pour un photoélectrolyseur commercial. Pour étendre leur photoanode à pérovskite, l’équipe a utilisé un «conception basée sur des modules », qui place de petites photoélectrodes d'une certaine taille puis les relie horizontalement et verticalement. De cette manière, le dispositif a atteint une efficacité de conversion de l’hydrogène solaire supérieure à dix% (exigence minimale pour la commercialisation), la valeur la plus élevée jamais atteinte pour une photoélectrode de grande surface.

Via UNISTE

Si vous avez aimé cet article, partagez-le avec vos amis sur les réseaux sociaux. Merci!

Le plus lu :

Go up