Des Chercheurs Lèvent le Voile sur la Dégradation Prématurée du Platine dans les Piles à Combustible
Les piles à combustible sont une technologie d'avenir pour produire de l'électricité de manière propre. Mais leur déploiement à grande échelle se heurte encore à des défis, notamment la durabilité des matériaux. Des chercheurs français viennent de lever le voile sur l'un des mécanismes à l'œuvre dans la dégradation prématurée du platine, un composant clé des piles.
Le platine, talon d'Achille des piles à combustible ?
Le platine est un métal précieux largement utilisé comme catalyseur dans les piles à combustible, en particulier à la cathode où se déroule la réaction de réduction de l'oxygène. Sa stabilité est un facteur critique pour les performances et la durée de vie des piles. Pourtant, les chercheurs ont constaté une dégradation rapide de ce métal dans les conditions réelles d'utilisation des piles, entre 0,6 et 1V.
La durabilité globale des piles à combustible repose largement sur la stabilité du platine utilisé comme catalyseur à la cathode.
– Les chercheurs
Observer le platine en temps réel et de manière non-intrusive
Pour comprendre les causes de cette dégradation, des chercheurs de l'université de Montpellier, en collaboration avec l'université de Toulouse et l'European synchrotron radiation facility (ESRF), ont analysé en temps réel et de manière non-intrusive l'évolution de la structure cristalline du platine pendant le fonctionnement d'une pile, grâce à la diffraction de rayons X à haute énergie.
Des transitions de phases déstabilisantes à basse tension
Les résultats, publiés dans Nature communication le 22 janvier, révèlent de multiples transitions de phase du platine dès 0,8V, bien en-dessous de la valeur précédemment établie. Le métal alterne entre une phase métallique et une phase oxyde amorphe très instable, entraînant sa dissolution accélérée.
À une tension parfaitement identifiée de 0,8 V, le platine se dégrade et transite entre une phase métallique et une phase oxyde amorphe très instable, entraînant sa dissolution accélérée.
– Raphaël Chattot, CNRS
Vers une meilleure gestion des piles et de nouvelles compositions
Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles stratégies pour stabiliser le platine dans les piles à combustible :
- Optimiser la gestion des piles pour éviter les tensions critiques qui dissolvent le platine.
- Explorer de nouvelles compositions pour la couche catalytique afin de stabiliser le métal.
- Développer des stratégies pour régénérer le platine dégradé.
En levant le voile sur ce mécanisme de dégradation jusqu'ici mal compris, cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour optimiser les piles à combustible et accélérer leur déploiement comme solution énergétique propre et durable. Un pas de plus vers la transition énergétique !
