Demain dans nos voitures ? Une pile à combustible optimisée, avec 90% de métal en moins

23 février 2019 à 18h02
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Voiture electrique

Les voitures électriques fonctionnent grâce à des piles à combustible, dont les matériaux coûtent cher. Pour diminuer cette contrainte, des chercheurs ont découvert une nouvelle méthode, permettant d'augmenter l'efficacité du composant, tout en réduisant de 90 % la quantité de métal nécessaire.

L'étude a été menée par des scientifiques travaillant pour trois universités américaines : l'université Johns-Hopkins, l'université Purdue et l'université de Californie à Irvine. Leurs résultats pourraient marquer un tournant dans l'histoire de la voiture électrique.

Diminuer les besoins en platine

Pour atteindre la promesse de zéro émission, ce type de véhicule repose notamment sur une pile à combustible. Le principe de ce composant est de produire de l'électricité à partir de l'oxydation d'un combustible (comme le dihydrogène) sur une électrode, couplée à la réduction d'un oxydant (comme le dioxygène) sur une autre électrode. Cette réaction est accélérée par la présence d'un catalyseur métallique.

Problème : celui-ci est généralement constitué de platine, un métal très cher. L'idée de l'étude était de voir s'il était possible de réduire la quantité nécessaire de cet élément, afin de baisser le coût de production des véhicules.

Le catalyseur idéal

Les scientifiques ont alors adopté une approche s'appuyant sur le « principe de Boucles d'or », tiré du nom d'un célèbre conte. En effet, il était essentiel de déterminer la juste quantité de métal à utiliser. Car avec une couche trop fine ou trop épaisse, la réaction d'oxydoréduction se trouvait irrémédiablement altérée.

Les chercheurs ont alors exercé des forces sur de fines couches de métal pour en ajuster les propriétés. Ils ont également eu recours à des simulations par ordinateur pour manipuler avec précision les éléments. Ce qui leur a permis de conclure qu'un catalyseur constitué d'une épaisseur de cinq couches, chacune aussi fine qu'un atome, représentait la configuration idéale. Ils ont ainsi réussi à augmenter l'activité du catalyseur de 10 à 50 fois, tout en utilisant 90 % de métal en moins que dans les piles à combustible actuelles.

Les expériences se sont déroulées sur du palladium, un élément similaire au platine. Et les scientifiques entendent désormais tester leur méthode sur une plus grande variété de métaux.

Source : ScienceDaily
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