Lors de l’achat d’un smartphone, l’une de vos principales considérations est généralement de trouver un étui durable et un protecteur d’écran pour protéger l’appareil des dommages externes. De même, un groupe de chercheurs de POSTECH a récemment attiré l’attention du monde universitaire en introduisant un revêtement en tungstène qui fonctionne comme un bouclier, tout comme ces étuis et movies de security, pour les électrodes écologiques des piles à flamable à hydrogène.
Professeur Yong-Tae Kim du Département de science et d’ingénierie des matériaux et de l’Institut universitaire de technologie des matériaux ferreux et écologiques et avec Sang-Hoon You, doctorant au Département de science et d’ingénierie des matériaux de l’Université des sciences et systems de Pohang ( POSTECH), ont appliqué une couche d’oxyde de tungstène (WO3) sur l’assemblage membrane-électrode(MEA), un composant important des piles à combustible à hydrogène. Cette innovation vise à améliorer les performances et l’efficacité de l’électrode. Leurs recherches ont été reconnues et ont fait la couverture de la revue internationale Science Innovations.
Dans le cadre des véhicules à hydrogène, lors de leur démarrage ou arrêt brutal (démarrage/arrêt, SU/SD), de l’air extérieur est aspiré dans le véhicule. L’oxygène présent dans cet air déclenche une réaction électrochimique involontaire au sein de la pile à flamable, accélérant la détérioration du catalyseur. Compte tenu de la mother nature des disorders de conduite, des occurrences fréquentes de SU/SD sont inévitables, entraînant une dégradation significative du catalyseur.
L’équipe a exploité le notion de changeover métal-isolant (MIT) pour relever ce défi. Le MIT est un phénomène dans lequel un isolant devient able de conduire l’électricité lorsqu’il est soumis à des facteurs externes tels que des changements de focus ou de température d’un gaz ambiant. WO3 possède la propriété exclusive de conduire sélectivement l’électricité lorsque les protons sont intercalés/désintercalés en exploitant le phénomène MIT. Pour résoudre ce problème, l’équipe a appliqué un revêtement de WO3 sur la couche de catalyseur située à l’anode du MEA. Dans des circonstances opérationnelles normales, ce revêtement maintient la conductivité électrique. Cependant, il obstrue sélectivement le flux de courant exclusivement pendant les situations de démarrage/arrêt (SU/SD), empêchant ainsi les réactions électrochimiques conduisant à la corrosion du catalyseur.
Lorsque le MEA recouvert de WO3 a été incorporé dans une véritable pile à combustible, le catalyseur est resté sans corrosion lors des événements SU/SD, présentant un taux de rétention de performances impressionnant de 94 %. La technologie de l’équipe, impliquant l’application de WO3 au MEA, améliore non seulement la durabilité de la cellule, mais offre également l’avantage d’être intégrée au processus de creation de masse existant pour les MEA.
Le professeur Yong-Tae Kim a fait remarquer : « Cette innovation contribuera directement et de manière significative à améliorer la durabilité des véhicules commerciaux à pile à flamable à hydrogène. » Il a ajouté : « De in addition, il peut être facilement appliqué aux processus de creation de masse des AME, simplifiant ainsi sa mise en œuvre pratique. »
La recherche a été parrainée par le programme Future Content Discovery et le programme de recherche à mi-carrière de la Fondation nationale de recherche de Corée.
