Pour la première fois, les chercheurs du Laboratoire de chimie et biologie des métaux (CEA-CNRS-Université Joseph Fourier, de Grenoble) ont réussi à produire de l’hydrogène sans recourir à un catalyseur à base de métal noble.
L’hydrogène, comme vecteur énergétique dans une pile à combustible peut être un réponse aux défis énergétiques du XXIeme siècle. La production d’hydrogène est aujourd’hui basée sur les propriétés catalytiques des métaux ‘nobles’ comme le platine. Les recherches pour améliorer la production d’hydrogène s’inspirent en grande partie des réactions chimiques intervenant dans la photosynthe des végétaux dont certains produisent de l’hydrogène à partir de l’eau sous l’effet de la lumière. Pour reproduire et adapter ces processus, les chercheurs ont mis au point des systèmes moléculaires capables remplir deux fonctions. Ils captent l’énergie lumineuse – fonction de photosensibilisateur. Ils utilisent l’énergie collectée pour libérer l’hydrogène de l’eau :fonction de catalyseur.
Des métaux nobles
Toutes les technologies développées pour produire ou utiliser l’hydrogène renferment des métaux nobles[1] tels que le platine. Or, les réserves en platine sont limitées et on cherche à recourir à des métaux plus abondants et moins chers comme ceux utilisés par les organismes naturels (fer, nickel, cobalt, manganèse).
Les chercheurs de l’Université Joseph Fourier ont ainsi mis au point un catalyseur à base de cobalt qui remplit à la fois la fonction de photosensibilisateur et de catalyseur. Sous l’effet de la lumière, les électrons fournis par une molécule organique libèrent l’hydrogène de l’eau au niveau du cobalt, avec une efficacité supérieure aux systèmes comparables renfermant des catalyseurs à base de métaux nobles (Palladium, Rhodium, et Platine). La fonction de photosensibilisateur reste assurée par l’utilisation de ruthénium. La prochaine étape visera à s’affranchir de ce métal.
[1] Historiquement, les métaux nobles étaient les métaux précieux (or, argent, platine) utilisés en orfèvrerie. Cela correspond pour le chimiste à des métaux qui ne s’oxydent pas facilement. Ce terme s’applique maintenant aux autres métaux qui présentent une faible abondance dans la croûte terrestre et sont donc à la fois rares et coûteux (palladium, rhodium, iridium, osmium et ruthénium).
