Technion (Israël) : carburant hydrogène, le succès de l'oxyhydroxyde de nickel combiné au fer
[:fr]Le groupe de recherche de l’assistant professeur Maytal Caspary Toroker au Technion en Israël a élucidé les origines du succès des catalyseurs « dopés » au fer, dans le processus de décomposition de l’eau. Cette étude a révélé pour la première fois pourquoi le fer provoque une oxydation accélérée de l’eau. Une meilleure compréhension du mécanisme de fractionnement de l’eau devrait conduire au développement de nouveaux catalyseurs, capables d’oxyder l’eau et de stocker de l’énergie. Le fractionnement de l’eau est un processus au cours duquel l’eau se décompose en molécules d’hydrogène et d’oxygène. Muriel Touaty, CEO du Technion France, souligne : « c’est un processus exploité par les chercheurs pour produire du carburant hydrogène, carburant qui respecte l’environnement ».
Dernièrement, un matériau s’est révélé particulièrement efficace dans le processus d’oxydation de l’eau. Il s’agit de la substance oxyhydroxyde de nickel (NiOOH), déjà employée dans l’industrie des piles. Or, on a récemment découvert que lorsque ce matériau est combiné au fer, son efficacité s’en voit considérablement augmentée. Depuis, des chercheurs du monde entier utilisent ce catalyseur pour fractionner les molécules de l’eau, mais à aucun moment le mécanisme qui explique l’efficacité Prof. Asst. Maytal du fer n’a été élucidé.
Le groupe de recherche de l’assistant professeur Maytal Caspary Toroker du Département Science et Ingénierie des matériaux du Technion, Israel Institute of Technology, utilise des méthodes théoriques et numériques pour caractériser les propriétés des matériaux et trouver une corrélation entre la structure et la fonctionnalité du matériau. De tels procédés permettent de comprendre pourquoi les catalyseurs combinés au fer, ont un impact tel sur l’activité chimique du matériau. Le groupe a constaté que le fer est capable de changer facilement les états d’oxydation, lorsque l’élément en fer est dans le catalyseur, élément essentiel au succès du processus chimique, qui dépend principalement de la capacité du matériau à modifier les états d’oxydation pendant la réaction.
En 2016 l’équipe a publié 12 articles, dont une part importante était consacrée à la caractérisation du catalyseur NiOOH. L’article récemment publié dans PCCP fera la une du prochain numéro. Il est intitulé « Le secret derrière le succès de l’oxyhydroxyde de nickel combiné au fer« . Cet article a été publié en collaboration avec Vicky Fidelsky, étudiante en Master Energie au Technion.
Publication dans Physical Chemistry Chemical Physics, juillet 2017
Source : Technion France et Technion
A propos du Technion France : le Technion France a pour but de développer, valoriser et promouvoir le Technion, Israel Institute of Technology, dans les différents domaines scientifiques, technologiques, d’entrepreneuriat, ou encore d’éducation en France et en Europe Francophone. Il joue également un rôle de relais d’information et de Networking grâce à la mise en place de colloques, d’évènements et de conférences en France, et toujours appuyé par des intervenants de qualité : Professeurs, Chercheurs, Ingénieurs, Chefs d’Entreprises devenues des success stories, français et israéliens du Technion.
A propos du Technion : le Technion – Israel Institute of Technology, dont l’un des fondateurs est Albert Einstein, fût fondée en 1912. Située sur le mont Carmel à Haïfa en Israël, elle est la plus ancienne université du pays. Dès sa création, le Technion s’est fixé pour mission de former les hommes et les femmes qui construiront le monde de demain. Cette mission explique son succès dans le monde et lui permet de nouer des partenariats académiques avec les plus grandes universités internationales (Jacobs Technion – Cornell Institute, NYC, Institut de Technologie Technion Guangdong (ITGT), Chine).
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Email : muriel.touaty@technionfrance.org[:en]The research group led by Asst. Prof. Maytal Caspary Toroker from the Department of Materials Science and Engineering deciphered the reason for the success of doping iron for the best catalyst known today for splitting water. The article published in a respected journal in the field of physical chemistry, called Physical Chemistry Chemical Physics, reveals for the first time why iron is successful for expedited effective oxidation of water. A deeper understanding of the mechanism of splitting water is expected to lead to the development of additional catalysts that can oxidize water and store energy.
Water splitting is a process in which water are broken down into their components, namely hydrogen and oxygen. It is a process that researchers have been trying to optimize in recent years in order to produce hydrogen fuel which is considered a ‘clean’ fuel that does not pollute the environment. Recently, a particularly good material was found that can speed up the process of water oxidation – a substance called nickel oxyhydroxide and its chemical short is called NiOOH. This material is already used in industry for batteries, but it has recently been discovered that when this material is contaminated / doped with iron then the efficiency is greatly enhanced. Since the discovery, many groups around the world have being using this catalyst for the purpose of splitting water, but the mechanism by which iron is effective has never been explained.
The research group of Asst. Prof. Maytal Caspary Toroker is engaged in theoretical-computational methods for characterizing properties of materials and for finding a correlation between the structure and material functionality. Such methods can decipher why the catalyst composition containing iron has a significant effects on the chemical activity of the material. The group found that iron is able to change easily oxidation states when the iron element is in the catalyst, which is key to the success of the chemical process that mainly depends on the ability of a material to change oxidation states during the reaction.
In 2016 the group published 12 articles, which is considered a significant quantitative achievement, of which a significant portion of the articles involve characterization of the catalyst NiOOH. The article recently published in 2017 in Physical Chemistry Chemical Physics was chosen as a cover article and bwill appear on the cover of the next issue of the journal. The article is called “The secret behind the success of doping nickel oxyhydroxide with iron”.
Publication in Physical Chemistry Chemical Physics, July 2017[:]
