Une équipe de recherche de l’École d’énergie et d’ingénierie chimique de l’Université des sciences et technologies de l’innovation de l’État de la République de Corée (UNIST) a réalisé une percée technologique remarquable dans la production d’hydrogène vert. Grâce à leur approche innovante, l’équipe a surmonté les défis de l’efficacité, de la stabilité et de l’évolutivité des électrodes photo-électrochimiques, ouvrant ainsi la voie à une mise en œuvre pratique.
L’un des aspects clés de cette percée réside dans la capacité de l’équipe à relever les défis posés par les cellules solaires en pérovskite (CSP) et à augmenter considérablement la taille des électrodes photo-électrochimiques de 10 000 fois. Ce faisant, ils ont atteint une efficacité, une durabilité et une évolutivité inégalées dans la production d’hydrogène vert à l’aide d’énergie solaire.
L’utilisation de la pérovskite pour la production d’hydrogène vert
L’équipe de recherche a utilisé la pérovskite comme matériau d’électrode en raison de son efficacité et de son coût relatif. Cependant, les CSP sont connues pour leur vulnérabilité aux rayons ultraviolets et à l’humidité, ce qui posait des défis importants. Pour surmonter ces limitations, l’équipe a introduit la formamide au lieu de la méthylammonium comme cation de la pérovskite. Cette modification a considérablement amélioré la stabilité des électrodes face aux rayons ultraviolets.
De plus, l’équipe a scellé la surface de contact avec de l’eau à l’aide d’une feuille de nickel, assurant ainsi la stabilité même dans l’eau. Cette réalisation majeure témoigne du leadership des chercheurs de l’UNIST, dont le professeur Sang Il Seok, qui a également contribué à cette étude.
Conception modulaire pour une application pratique à grande échelle
L’approche modulaire de l’équipe de recherche, qui consiste à connecter de petites électrodes et à les organiser en tailles spécifiques, a ouvert la voie à des applications pratiques à grande échelle. Avec une efficacité de conversion solaire en hydrogène dépassant 10 % dans cette conception modulaire, l’équipe a rempli la condition minimale pour la commercialisation, atteignant ainsi l’efficacité la plus élevée au monde pour les grandes électrodes.
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Le Dr Dharmesh Hansora, premier auteur de l’étude, a souligné l’importance de cette réalisation en déclarant : « L’électrode développée dans cette étude a maintenu une efficacité élevée même dans de grandes surfaces. Avec notre focus sur la démonstration sur le terrain pour la commercialisation de la production d’hydrogène vert à l’avenir, il est attendu que la technologie de l’hydrogène vert alimentée par l’énergie solaire sera commercialisée avant 2030. »
Dharmesh Hansora, Jin Wook Yoo, Rashmi Mehrotra, et al., “All-perovskite-based unassisted photoelectrochemical water splitting system for efficient, stable and scalable solar hydrogen production,” Nature Energy, (2024).
Légende illustration : Systèmes de production d’hydrogène solaire situés à l’extérieur. Crédit UNIST
