Des scientifiques israéliens font une percée dans la production d’hydrogène « vert »

Leur processus de séparation est assisté par l’énergie solaire et réduit la quantité d’énergie électrique investie nécessaire pour rompre les liaisons chimiques dans la molécule d’eau afin de générer de l’hydrogène et de l’oxygène.

On peut diviser un noyau atomique pour produire de l’énergie, mais pouvez-vous également diviser l’eau pour créer un carburant hydrogène respectueux de l’environnement ? Cela présente actuellement deux inconvénients : Cela demande à la fois du temps et de l’énergie.

Mais maintenant, des chercheurs de l’Université Ben Gourion du Néguev à Beer Sheva et du Technion-Israel Institute of Technology à Haïfa ont emprunté une voie différente. Le physicien de l’environnement de la BGU, le professeur Arik Yochelis, et le professeur de science des matériaux du Technion, Avner Rothschild, pensent avoir identifié de nouvelles voies qui accéléreraient le processus catalytique et réduiraient considérablement les coûts d’énergie électrique investis .

Leur processus de séparation est assisté par l’énergie solaire , connue scientifiquement sous le terme de photoélectrochimie, et réduit la quantité d’énergie électrique investie nécessaire pour rompre les liaisons chimiques dans la molécule d’eau afin de générer de l’hydrogène et de l’oxygène. L’évolution de l’oxygène – le processus de génération d’oxygène moléculaire (O2) par une réaction chimique, généralement à partir de l’eau – nécessite le transfert de quatre électrons pour créer une molécule d’oxygène, puis l’ajout de deux molécules d’hydrogène pour produire de l’eau.

L’évolution de l’oxygène à partir de l’eau s’effectue via la photosynthèse oxygénée, qui implique l’électrolyse de l’eau et la décomposition thermique de divers oxydes. Ce processus biologique soutient la vie aérobie. Lorsque de l’oxygène relativement pur est requis industriellement, il est isolé par distillation de l’air liquéfié.

Selon le modèle actuel, ces électrons se déplacent les uns après les autres dans une séquence de quatre étapes sur un site de réaction atomique qui rendent la réaction chimique énergétiquement difficile.

Un changement de paradigme dans l’hydrogène vert

Cependant, Yochelis et Rothschild ont montré – à la fois théoriquement et expérimentalement – un nouveau paradigme où deux électrons peuvent être transférés simultanément sur différents sites de réaction, réduisant les barrières énergétiques pour l’évolution de l’oxygène . Ils ont été dissuadés à l’origine par des expériences qui ne correspondaient pas au paradigme existant, alors ils se sont mis à trouver une technique différente.

Leurs découvertes ont été publiées dans la meilleure revue à comité de lecture dans le domaine de la durabilité, Energy & Environmental Science , sous le titre « Parallel water photo-oxydation reaction paths in hematite photoanodes: implications for solar fuel production ». L’étude a été soutenue par le ministère des Sciences et de la Technologie et menée en grande partie par le doctorant Anton Tsyganok (Technion) et le postdoctorant Dr Paulino Monroy-Castillero (BGU).

« Notre recherche change la compréhension commune au sein de la communauté scientifique sur le mécanisme catalytique de l’évolution de l’oxygène – une réaction centrale et importante qui représente un goulot d’étranglement dans la production d’hydrogène à partir de l’eau », a déclaré Rothschild, membre du corps professoral de la science et de l’ingénierie des matériaux du Technion. département.

« En combinant les connaissances et l’expérience de deux domaines différents, nous avons montré que la réaction catalytique est plus compliquée que les gens ne le pensent », a-t-il déclaré. « Nous espérons que cette nouvelle compréhension conduira à des percées supplémentaires dans le développement des matériaux et de nouveaux procédés pour créer des carburants propres à partir de ressources renouvelables afin de faciliter la transition vers le zéro net. »

Yochelis, membre du corps professoral des instituts Jacob Blaustein pour la recherche sur le désert de BGU à Sde Boker, a déclaré : « Au-delà de la contribution scientifique de la recherche, il est important de souligner l’importance de l’approche multidisciplinaire et des collaborations lorsqu’il s’agit de systèmes complexes comme le système énergétique. Sans une communication ouverte et constructive entre deux chercheurs aux approches différentes, cela ne serait pas arrivé. [Une telle] collaboration apportera toujours des solutions créatives à des problèmes difficiles.

Source : jpost.com