© Mohamed Nawfal Ghazzal et Erwan Paineau
| La découverte de nouveaux matériaux économiques et exempts de métaux nobles, tout en conservant des performances catalytiques élevées, représente un grand intérêt pour la dissociation électrochimique de l’eau. Un consortium dirigé par des chercheurs du Laboratoire de Physique des Solides et de l’Institut de Chimie Physique (CNRS/UPSaclay) a démontré comment les nanotubes d’argile géoinspirés peuvent constituer un électrocatalyseur durable et crédible pour la réaction d’évolution de l’oxygène dans les procédés électrochimiques. |
La réaction d’évolution de l’oxygène (OER) est un processus connu qui nécessite un transfert de quatre électrons tout en faisant face à la formation compétitive de peroxyde. Ces dernières années, des progrès majeurs ont été réalisés avec les catalyseurs à base d’Ir et de Ru, qui sont considérés comme des matériaux de référence pour l’OER. Cependant, malgré leur activité et leur stabilité élevées, la rareté de ces éléments et leur coût élevé posent des défis importants pour une application à grande échelle par rapport à des éléments plus abondants sur Terre. Les nanotubes géoinspirés, tels que l’imogolite à base de germanium (GeAl2O3(OH)4, Ge-NTI), sont des objets originaux dont la structure tubulaire et la composition font d’eux des matériaux prometteurs pour des réactions catalytiques. De plus, il est possible de réaliser une substitution isomorphique sélective des différents éléments de leur structure, offrant un moyen simple de moduler leur conductivité et propriétés catalytiques, avec un défi de taille sur la préservation de la structure tubulaire d’origine.
C’est la stratégie qui a été suivie par un consortium national réunissant des chercheurs des universités de Paris-Saclay, Cergy et Poitiers, en collaboration avec les scientifiques de la ligne de lumière du Synchrotron SOLEIL. Grâce à une synthèse hydrothermale en une seule étape, des atomes de fer ont été incorporés avec succès dans la structure de l’imogolite germanium, suivant la formule structurale générale Ge(Al2-2xFe2x)O3(OH)4. Pour un rapport de substitution x = [Fe]/([Al]+[Fe]) inférieur à 0,1, les propriétés d’origine des nanotubes sont conservées, telles que leur diamètre monodisperse, leur stabilité colloïdale et leurs propriétés d’auto-organisation uniques
Référence
Yassine Naciri, Jian Li, Wahid Ullah, Fabien Baron, Franck Bourdelle, Stéphan Rouzière, Claire Goldmann, Erik Elkaim, Thomas Bizien, Rachid Belkhou, Delphine Vantelon, Mohamed Nawfal Ghazzal & Erwan Paineau
Iron-Doped Ge-Imogolite Nanotubes as Noble-Metal-Free Electrocatalysts for the Oxygen Evolution Reaction
Advanced Functional Materials 2025
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202515690
Contact
Mohamed Nawfal Ghazzal, Enseignant-chercheur à l’Institut de chimie-physique (CNRS/Université Paris-Saclay) : mohamed-nawfal.ghazzal@universite-paris-saclay.fr
Erwan Paineau, Chercheur au Laboratoire de physique des solides (CNRS/Université Paris-Saclay): erwan-nicolas.paineau-lanone@cnrs.fr
Communication CNRS Chimie : cnrs-chimie.communication@cnrs.fr