Des chercheurs japonais ont innové avec une méthode « one-pot » pour produire des nanofeuilles de palladium, offrant des améliorations significatives en termes d’efficacité énergétique et d’activité catalytique. Cette percée dans le domaine des nanotechnologies pourrait transformer l’utilisation du palladium dans diverses industries, marquant ainsi une étape importante vers des solutions énergétiques plus durables. Crédit : Minoru Osada
Une équipe de l’Institut des matériaux et systèmes du futur de l’Université de Nagoya, au Japon, a innové avec une nouvelle technique « one-pot » pour créer des nanofeuilles utilisant des métaux moins rares. Cette avancée promet de rendre le processus de production d’énergie plus respectueux de l’environnement. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue ACS Nano.
La production d’énergie propre est importante car elle contribue à réduire le réchauffement climatique et à bâtir une société neutre en carbone. Une source potentielle d’énergie propre utilise des catalyseurs à hydrogène, tels que le palladium (Pd). Les industries utilisent le Pd en électrolyse pour séparer l’eau en hydrogène et oxygène. L’hydrogène contenu dans les piles à combustible est ensuite utilisé pour produire de l’électricité. Le seul sous-produit est l’eau.
Avancées en nanotechnologie
Le palladium est couramment utilisé sous forme de « nanoparticules » sphériques pour une utilisation comme catalyseur. Cependant, une surface plus plate et plus fine utiliserait moins de métaux précieux et augmenterait la surface disponible pour la réaction.
Minoru Osada à Université de Nagoya et son groupe de recherche ont développé une nouvelle façon de fabriquer des nanofeuilles de Pd. Ils l’ont baptisée « méthode one-pot » car elle peut être réalisée dans une seule bouteille en verre. Les feuilles résultantes étaient si fines (1 à 2 nm) qu’elles peuvent être comparées à la taille d’une seule molécule ou ADN brin.
La méthode « One-Pot »
Selon Osada : « Notre méthode nouvellement développée est un processus sûr, simple et économe en énergie. Les nanofeuilles peuvent être synthétisées à une basse température de 75°C en une seule heure sans récipient de réaction spécial. Bien que la méthode de synthèse conventionnelle ait du mal à synthétiser des nanofeuilles d’épaisseur et de taille uniformes, notre méthode one-pot peut facilement y parvenir.
Ces nanofeuilles offrent de grandes améliorations par rapport à la technologie existante. « Nos nanofeuilles 2D ont une surface 2,8 fois plus grande que les nanoparticules sphériques en raison de leur forme en forme de feuille », a déclaré Osada. « Ils avaient une activité catalytique plus de deux fois supérieure à celle de la génération actuelle de catalyseurs de dégagement d’hydrogène lors des tests de performance. »
Les réactions à l’hydrogène étant importantes pour de nombreuses industries, cette recherche promet d’avoir un impact transformateur. Osada a exprimé l’espoir que les nouvelles nanofeuilles de Pd seraient utilisées non seulement dans les énergies renouvelables, mais également dans un large éventail d’industries. « À ce jour, les nanoparticules de Pd ont été largement utilisées comme catalyseurs importants pour diverses réactions chimiques allant de la purification des gaz à la synthèse pharmaceutique. Les nanofeuilles de Pd pourraient potentiellement remplacer les catalyseurs conventionnels au Pd et révolutionner ces processus.
