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Les chercheurs du RMIT affirment avoir mis au point une production d'hydrogène vert moins chère et plus économe en énergie grâce à une nouvelle technique d'électrolyse renforcée par les ondes sonores. Avec ces vibrations haute fréquence actives, l’électrolyse standard produit 14 fois plus d’hydrogène.

Là où les batteries ne peuvent pas transporter suffisamment d’énergie ou prennent trop de temps à se charger, l’hydrogène vert s’impose comme un carburant zéro émission important qui transporte une densité d’électrons plus élevée et permet un ravitaillement rapide. L'hydrogène vert est créé par électrolyse ; diviser les molécules d'eau en hydrogène et oxygène en utilisant une énergie renouvelable pour attirer chaque gaz vers une électrode différente, où l'hydrogène peut être capturé, comprimé et stocké.

Alors pourquoi ce processus fonctionne-t-il tellement mieux lorsque l’équipe RMIT diffuse une onde sonore hybride de 10 MHz ? Plusieurs raisons, selon un article de recherche qui vient d'être publié dans la revue Advanced Energy Materials.

Premièrement, la vibration de l'eau a pour effet de « frustrer » les molécules d'eau les plus proches des électrodes, les secouant hors des réseaux tétraédriques dans lesquels elles ont tendance à s'installer. Cela se traduit par davantage de molécules d'eau « libres » qui peuvent entrer en contact avec les sites catalytiques situés sur les électrodes. les électrodes.

Deuxièmement, puisque les gaz séparés s’accumulent sous forme de bulles sur chaque électrode, les vibrations libèrent les bulles. Cela accélère le processus d'électrolyse, car ces bulles bloquent le contact de l'électrode avec l'eau et limitent la réaction. Le son aide également en générant de l’hydronium (ions d’eau chargés positivement) et en créant des courants de convection qui facilitent le transfert de masse.

Dans leurs expériences, les chercheurs ont choisi d’utiliser des électrodes qui fonctionnent généralement assez mal. L'électrolyse est généralement réalisée à l'aide de métaux platine ou iridium rares et coûteux et d'électrolytes fortement acides ou basiques pour obtenir les meilleures vitesses de réaction, mais l'équipe RMIT a opté pour des électrodes en or moins chères et un électrolyte avec un pH neutre. Dès que l’équipe a activé les vibrations sonores, la densité du courant et le taux de réaction ont bondi d’un facteur remarquable de 14.

Il ne s’agit donc pas d’une situation dans laquelle, pour une quantité donnée d’énergie mise dans un électrolyseur, vous obtenez 14 fois plus d’hydrogène. C'est une situation dans laquelle l'eau se divise plus rapidement et plus facilement en hydrogène et en oxygène. Et cela a un effet impressionnant sur l’efficacité globale d’un électrolyseur. "Grâce à notre méthode, nous pouvons potentiellement améliorer l'efficacité de la conversion, conduisant à une économie d'énergie nette positive de 27 %", a déclaré le professeur Leslie Yeo, l'un des principaux chercheurs.

Entre des réactions plus rapides, des économies d’énergie et des matériaux et électrolytes beaucoup moins coûteux, l’équipe pense que ses travaux pourraient contribuer à faire baisser le prix de l’hydrogène vert.

La recherche est en libre accès dans la revue Advanced Energy Materials.

Source : RMIT