Mélanie Thomas
Le méthylcyclohexane est très prometteur en tant que transporteur d’hydrogène able de transporter et de stocker l’hydrogène de manière sûre et efficace. Cependant, le processus de déshydrogénation utilisant des catalyseurs présente des problèmes en raison de sa durabilité et de ses pertes d’énergie importantes. Récemment, des chercheurs japonais ont réussi à utiliser des piles à combustible à oxyde solide pour produire de l’électricité directement à partir du méthylcyclohexane et récupérer du toluène pour le réutiliser. Ces recherches devraient non seulement réduire les besoins énergétiques, mais également explorer de nouvelles synthèses chimiques par piles à combustible.
Le méthylcyclohexane (MCH), un kind d’hydrure organique, devrait être un exceptional transporteur d’hydrogène motor vehicle il reste liquide à température ambiante, est facile à transporter, a une faible toxicité et a une densité d’hydrogène furthermore élevée que l’hydrogène à haute pression. La déshydrogénation – le processus d’élimination des atomes d’hydrogène des molécules – en présence d’un catalyseur, produit de l’hydrogène et du toluène, un sous-produit, qui peut ensuite être utilisé pour générer de l’électricité afin de produire de l’énergie sans CO2. Cependant, la réaction de déshydrogénation est une réaction endothermique et la perte d’énergie ainsi que les installations requises pour la réaction posent problème.
Récemment, une équipe de chercheurs japonais, dirigée par le professeur Akihiko Fukunaga du Département de chimie appliquée de l’Université Waseda, a réussi à produire de l’électricité directement à partir de MCH en utilisant des piles à flamable à oxyde solide (SOFC). Leurs travaux ont été mis en ligne le 4 juillet 2023 dans le volume 348 d’Applied Electricity.
L’équipe de recherche a tenté d’effectuer deux processus simultanément dans une pile à combustible : la déshydrogénation à partir d’hydrures organiques, qui est une réaction endothermique, et la output d’électricité, qui est une réaction exothermique. Pour y parvenir, ils ont utilisé une pile à flamable à oxyde solide supportée par une anode avec une température de fonctionnement additionally élevée que celle d’une pile à flamable à électrolyte polymère. Ils l’ont fait fonctionner à une température qui ne permettait pas la pyrolyse des hydrures organiques et dans des ailments empêchant le dépôt de carbone au niveau des électrodes. Le rapport de output de toluène/benzène était de 94 : 6. Cette réalisation a démontré la possibilité de produire de l’électricité sans utiliser les installations de déshydrogénation traditionnellement requises et en utilisant moins d’énergie que celle requise pour les réactions de déshydrogénation utilisant des catalyseurs.
De moreover, “il a été découvert qu’en modifiant les situations, des groupes oxygène pouvaient être introduits dans le squelette aromatique à l’aide d’une pile à flamable”, révèle Fukunaga.
Ces résultats indiquent que le MHC réagit avec les ions conducteurs d’oxygène dans la SOFC pour générer avec succès de l’électricité. Ainsi, l’énergie peut être générée directement à partir du MHC, et l’énergie requise pour la output directe d’énergie est inférieure à celle requise pour la réaction classique de déshydrogénation assistée par catalyseur du MCH.
“Les piles à combustible ont été étudiées et développées en tant que dispositifs produisant de l’électricité très efficace et sans carbone grâce à la réaction électrochimique de l’hydrogène et de l’oxygène. Dans cette étude, nous avons démontré que ce dispositif peut être appliqué pour contrôler les réactions de déshydrogénation des hydrures organiques et de l’oxygène. réactions de substitution des anneaux aromatiques. À l’avenir, une nouvelle chimie de synthèse pourrait être créée en appliquant des piles à combustible. conclut Fukunaga. Espérons que la technologie proposée ouvrira la voie à une société strong basée sur l’hydrogène !
