Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Électrocatalyse

Électrocatalyse

1960
Recherche sur l'électrocatalyse dans un laboratoire équipé d'une cellule électrochimique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

L'électrocatalyse est une forme spécifique de catalyse qui accélère la vitesse des réactions électrochimiques se produisant à la surface d'une électrode. C'est un sous-domaine à la fois de la catalyse et de l'électrochimie. Les électrocatalyseurs sont essentiels pour augmenter l'efficacité et réduire les pertes. surpotentiel (la tension supplémentaire nécessaire pour mener une réaction à un rythme raisonnable) pour les principales réactions de conversion d'énergie.

L'électrocatalyse est fondamentalement liée à la catalyse hétérogène, mais avec la dimension supplémentaire d'un potentiel électrique appliqué qui contrôle la force motrice de la réaction. Le catalyseur est le matériau de l'électrode lui-même ou une substance qui en est recouverte. Sa fonction est d'abaisser l'énergie d'activation pour les étapes de transfert d'électrons. L'une des principales mesures de performance d'un électrocatalyseur est le surpotentiel ([latex]\eta[/latex]), défini comme la différence entre le potentiel thermodynamique et le potentiel réel nécessaire pour atteindre une certaine densité de courant. Un électrocatalyseur efficace minimise le [latex]\eta[/latex].

La performance est souvent analysée à l'aide d'un diagramme de Tafel, qui montre une relation linéaire entre le logarithme de la densité de courant ([latex]log(j)[/latex]) et le potentiel de surpression ([latex]\eta[/latex]). La pente de ce tracé, la pente de Tafel, donne une idée du mécanisme de réaction. Par exemple, la réaction d'évolution de l'oxygène (OER) et la réaction de réduction de l'oxygène (ORR) sont notoirement lentes et nécessitent des surpotentiels importants. Le développement d'électrocatalyseurs bon marché, abondants et efficaces (par exemple, des alternatives au platine) pour ces réactions est un objectif majeur de la recherche sur les énergies renouvelables, car elles sont essentielles pour des technologies telles que les électrolyseurs d'eau, les piles à combustible et les batteries métal-air. Le principe de Sabatier s'applique également ici, selon lequel le catalyseur idéal lie les intermédiaires ni trop fortement ni trop faiblement.

UNESCO Nomenclature: 2202
- Chimie physique

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Les lois de l'électrolyse de Michael Faraday
  • Travaux de Walther Nernst sur la thermodynamique des cellules électrochimiques
  • Découverte par Julius Tafel de la relation entre le courant et la surtension
  • développement du potentiostat pour les mesures électrochimiques

Applications

  • piles à combustible (par exemple, réactions d'oxydation de l'hydrogène et de réduction de l'oxygène)
  • électrolyseurs d'eau pour la production d'hydrogène
  • électrosynthèse de produits chimiques
  • prévention de la corrosion
  • capteurs électrochimiques

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

En raison du trafic généré par les robots de scraping, actuellement supérieur à 40 000 par jour, ce contenu est réservé aux membres de la communauté.
> Connexion < ou > Registre < (100% gratuit) pour y accéder, ainsi qu'à tous les autres contenus et outils à accès restreint.

En rapport avec : électrocatalyse, électrochimie, surpotentiel, pile à combustible, séparation de l'eau, électrode, diagramme de Tafel, réaction de transformation de l'oxygène, transfert d'électrons, densité de courant.

Contexte historique

Électrocatalyse

1960
1960
1960
1960
1960
1960-05-16
1962
1960
1960
1960
1960
1960
1960
1961
1962

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.