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Genius Science (França)

L’appareil affine l’analyse des matériaux pour les piles à combustible et les batteries

Publicado em 22 dezembro 2020

Des chercheurs du Centre pour l’innovation dans  nouvelles énergies (CINE), en collaboration avec des chercheurs du laboratoire brésilien de lumière synchrotron (LNLS), une unité du Brésil, ont mis au point un nouvel appareil qui permet aux scientifiques d’étudier en détail ce qui se passe lors des réactions électrochimiques au Centre pour l’énergie – et recherche sur les matériaux (CNPEM). CINE est un centre de recherche en ingénierie (ERC) fondé par la FAPESP (São Paulo Research Foundation) et Shell et hébergé par l’Université de Campinas (UNICAMP) dans l’État brésilien de São Paulo.

Le dispositif, une cellule spectroélectrochimique, améliore les performances des piles à combustible, électrolyseurs, batteries et autres dispositifs utilisés pour convertir l’énergie chimique en électricité, ou vice versa. Dans le cadre du développement de solutions pour la production et le stockage d’énergies renouvelables, de nombreux travaux de recherche ont été menés sur des appareils de ce type.

Le nouvel appareil est une cellule qui peut être utilisée pour surveiller des expériences électrochimiques à l’aide d’une gamme d’instruments spectroscopiques fonctionnant dans des bandes de fréquences spécifiques du spectre électromagnétique telles que l’infrarouge, la lumière visible et les rayons X, et pour analyser le comportement de matériaux multilatéraux dans les réactions électrochimiques – les deux molécules en solution électrolytique ainsi que dans les électrodes.

Un article sur la recherche est publié en couverture de ChemElectroChemEn plus d’un entretien avec le dernier auteur, Pablo Sebastián Fernández, chercheur au CINE.

« La principale différence et l’avantage de notre appareil est que, grâce à une fenêtre qui peut être permutée en fonction de l’analyse d’intérêt, différents types d’analyses peuvent être effectués sur une seule cellule », a déclaré Fernández à Agência FAPESP. « Il est possible d’utiliser des fenêtres transparentes à l’infrarouge, des fenêtres transparentes à la lumière visible, et des fenêtres transparentes aux rayons X afin, entre autres, d’obtenir une analyse spectroscopique dans chacune de ces bandes de fréquences. »

Cela signifie qu’une seule cellule peut faire la spectroscopie infrarouge in situ, la spectroscopie Raman (qui utilise la lumière visible) et l’absorption et la diffraction des rayons X, entre autres.

Outre la fenêtre spéciale, l’appareil contient tous les composants normaux d’une cellule électrochimique, tels que B. une électrode de travail, une contre-électrode, une électrode de référence et un électrolyte avec des sels et des molécules d’intérêt.

« Les rayons de rayonnement électromagnétique qui traversent la fenêtre interagissent à la fois avec les molécules d’intérêt présentes dans l’électrolyte et avec le catalyseur, dont l’efficacité est à l’étude », a déclaré Fernández.

Un autre avantage est que la solution d’électrolyte peut être changée pendant l’analyse et, grâce à l’architecture de la cellule, peut être mesurée dans des conditions d’écoulement.

Plus d’information:
José L. Bott-Neto et al., Première page: Cellule spectroélectrochimique polyvalente pour les expériences in-situ: développement, applications et comportement électrochimique (ChemElectroChem 21/2020), ChemElectroChem (2020). DOI: 10.1002 / celc.202001242