Un seul récipient magique : la méthode révolutionnaire des nanofeuilles pour une énergie verte

One Pot Nanosheet Method

Des chercheurs japonais ont innové une méthode « one-pot » pour produire des nanofeuilles de palladium, offrant d’importantes améliorations en termes d’efficacité énergétique et d’activité catalytique. Cette percée en nanotechnologie pourrait transformer l’utilisation du palladium dans diverses industries, marquant une étape importante vers des solutions énergétiques plus durables. Crédit : Minoru Osada

Une équipe de l’Institut pour les matériaux et systèmes futurs de l’Université de Nagoya, au Japon, a innové une nouvelle technique « one-pot » pour créer des nanofeuilles en utilisant moins de métaux rares. Cette avancée promet de rendre le processus de génération d’énergie plus respectueux de l’environnement. Les résultats ont été récemment publiés dans le journal ACS Nano.

Produire de l’énergie propre est important car cela contribue à réduire le réchauffement climatique et à construire une société neutre en carbone. Une source potentielle d’énergie propre utilise des catalyseurs à l’hydrogène, tels que le palladium (Pd). Les industries utilisent le Pd dans l’électrolyse pour séparer l’eau en hydrogène et oxygène. Ensuite, l’hydrogène dans les piles à combustible est utilisé pour produire de l’électricité. Le seul sous-produit est de l’eau.

Le Pd est couramment utilisé sous forme de « nanoparticules » sphériques pour une utilisation en catalyse. Cependant, une surface plus plate et plus mince permettrait d’utiliser moins de métaux précieux et d’augmenter la surface disponible pour la réaction.

Minoru Osada, de l’Université de Nagoya, et son groupe de recherche ont développé une nouvelle méthode pour fabriquer des nanofeuilles de Pd. Ils l’ont appelée « méthode one-pot » car elle peut être réalisée dans une seule bouteille en verre. Les feuillets obtenus étaient si minces (1 à 2 nm) qu’ils peuvent être comparés à la taille d’une seule molécule ou d’un brin d’ADN.

La fabrication de nanofeuilles de cette manière offre de grandes améliorations par rapport à la technologie existante. « Nos nanofeuilles 2D ont 2,8 fois plus de surface que les nanoparticules sphériques en raison de leur forme en feuilles », a déclaré Osada. « Elles avaient plus du double de l’activité catalytique de la génération actuelle de catalyseurs d’évolution de l’hydrogène lors des tests de performance. »

Étant donné que les réactions à l’hydrogène sont importantes pour de nombreuses industries, cette recherche promet d’avoir un impact transformateur. Osada espère que les nouvelles nanofeuilles de Pd seront utilisées non seulement dans les énergies renouvelables, mais aussi dans un large éventail d’industries. « Jusqu’à présent, les nanoparticules de Pd ont été largement utilisées en tant que catalyseurs importants pour diverses réactions chimiques, allant de la purification des gaz à la synthèse pharmaceutique. Les nanofeuilles de Pd pourraient potentiellement remplacer les catalyseurs de Pd conventionnels et révolutionner ces processus. »

Référence : « Facile Synthesis of Pd Nanosheets and Implications for Superior Catalytic Activity » par Sumiya Ando, Eisuke Yamamoto, Makoto Kobayashi, Akichika Kumatani et Minoru Osada, 6 novembre 2023, ACS Nano. DOI : 10.1021/acsnano.3c07861