L'électrochimie bipolaire pour la synthèse de nouveaux matériaux électrocatalytiques

 

Joshua Byers

Université du Québec à Montréal

 

Domaine : matériaux

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2019-2020

L'objectif de ce projet est d'établir une nouvelle plateforme, basée sur l'électrochimie bipolaire, qui permettra la synthèse et la caractérisation de nouveaux électrocatalyseurs pour les technologies de production d'hydrogène. La production d'hydrogène est motivée par la nécessité de stocker d'énormes quantités d'énergie qui peut être produite par des sources renouvelable telles que l'hydroélectricité, les énergies solaire et éolienne. Une exemple de ce type de technologie est une automobile à pile à combustible à hydrogène qui est un hybride entre un véhicule électrique et un moteur à combustion traditionnel, en ce sens qu'elle permet de produire de l'électricité par la combustion d'hydrogène. L'avantage de passer à l'hydrogène comme source d'énergie est le fait que les émissions sont uniquement l'eau au lieu de dioxyde de carbone. Le problème est que la production d'hydrogène est présentement faite avec les sources de carbone, spécifiquement le méthane. Le projet proposé porte sur le développement d'une plateforme de synthèse à haut débit et de caractérisation in situ de matériaux électrocatalytiques préparés par électrodéposition. Le concept de cette plateforme repose sur l'électrochimie bipolaire, qui permet la création de gradients de matériaux électrocatalytiques avec une distribution de morphologies, de compositions et de densités de particules. Tous ces facteurs sont connus pour contribuer directement à la réponse électrocatalytique globale. Alors que l'électrodéposition des gradients de matériaux par électrodéposition bipolaire est possible, la caractérisation directe de l'activité électrocatalytique reste difficile. Ce projet s'appuiera sur l'expertise du professeur Byers en microscopie électrochimique pour accéder à l'activité électrocatalytique locale de ces matériaux, incluant des morphologies des couches minces jusqu'au niveau des particules individuelles. En tant que système modèle, ce projet se concentrera sur les matériaux d'électrodes à base de Ni et leur activité électrocatalytique de la réaction de dégagement d'oxygène, qui constitue un facteur limitant dans l'électrolyse de l'eau.