Batteries, piles à combustible alimentées par des épinards

La plupart des gens savent que les épinards sont un carburant sain pour le corps, mais les chercheurs ont maintenant découvert qu’il peut également potentiellement aider à fournir une forme d’énergie écologique pour les véhicules électriques (VE).

Une équipe de l’Université américaine a converti des épinards de leur forme végétale en nanofeuillets de carbone pour agir comme un catalyseur pour l’une des réactions clés dans les piles à combustible et les batteries métal-air, deux dispositifs étant envisagés pour fournir un stockage d’énergie plus durable que les méthodes actuelles.

Des chercheurs du département de chimie de l’université ont utilisé le légume à feuilles pour créer des matériaux à base de carbone afin de catalyser la réaction de réduction de l’oxygène des appareils, qui est l’une des deux réactions dont ils ont besoin pour fonctionner. La réduction de l’oxygène est généralement la réaction la plus lente, ce qui limite la production d’énergie des piles à combustible et des batteries métal-air.

Les nanofeuilles de carbone sont comme un morceau de papier dont l’épaisseur est à l’échelle nanométrique, dans ce cas, environ mille fois plus fine qu’un morceau de cheveux humains. La création des nanofeuilles à partir d’épinards a nécessité un processus en plusieurs étapes, certaines très basiques et d’autres plus high-tech. Ils comprenaient le lavage, le pressage et la lyophilisation des épinards, leur broyage manuel en une poudre fine avec un mortier et un pilon, et l’ajout d’azote supplémentaire à la nanofeuille de carbone résultante pour améliorer ses performances.

La durabilité compte

Alors que les scientifiques savent depuis longtemps que certains matériaux carbonés peuvent être utilisés comme catalyseurs pour cette réaction, ils ne fonctionnent généralement pas aussi bien que les catalyseurs à base de platine. Cependant, le platine est cher et peut se dégrader avec le temps, et la création de catalyseurs à partir de celui-ci nécessite des processus toxiques.

Ces facteurs ont conduit l’équipe de l’université américaine à rechercher une solution plus naturelle, a déclaré le professeur Shouzhong Zou, professeur de chimie à l’université qui a dirigé les travaux. Ce qu’ils ont finalement découvert, c’est que les épinards sont non seulement un catalyseur durable créé à partir d’une ressource naturelle et renouvelable, mais qu’ils sont également potentiellement meilleurs que le platine pour une utilisation dans ces appareils.

« Nous pensons qu’il surpasse les catalyseurs au platine commerciaux à la fois en termes d’activité et de stabilité », a déclaré Zou dans un communiqué de presse.

Les scientifiques considèrent depuis longtemps la pile à combustible comme une source d’énergie prometteuse et propre, en particulier pour les véhicules, et ils ont réalisé des progrès dans la création d’une technologie efficace et rentable au cours des dernières années. Les batteries métal-air sont également considérées comme une source alternative aux batteries lithium-ion plus respectueuses de l’environnement.

L’équipe a déclaré que les épinards conviennent parfaitement pour accélérer la réaction de réduction de l’oxygène et ainsi stimuler les appareils à produire suffisamment de courant et à créer de l’énergie pour un certain nombre de raisons. Il survit à basse température, est abondant et facile à cultiver, et est riche en fer et en azote, deux éléments essentiels pour ce type de catalyseur, selon les chercheurs.

L’équipe a publié un article sur ses travaux dans la revue ACS Oméga. Les chercheurs prévoient de poursuivre leurs travaux pour tester les catalyseurs dans des prototypes de dispositifs, tels que les piles à combustible à hydrogène, pour voir comment ils fonctionnent dans des scénarios réels.

Ils prévoient également de développer des catalyseurs à partir d’autres usines, ainsi que d’améliorer la durabilité du processus de fabrication global en réduisant la consommation d’énergie nécessaire.