Le Journal de l'American Chemical Society a récemment publié la solution mise au point par les chercheurs du Technion face à ce problème. Il s'agit du système le plus rapide de ce type signalé jusqu'à présent, qui fonctionne avec des catalyseurs métalliques (cuivre) disponibles. La recherche a été menée par le professeur Galia Maayan, chef du laboratoire de chimie biomimétique de la faculté de chimie Schulich, et par le doctorant Guilin Ruan.
Les chercheurs du Technion ont conçu et développé un système d'électrolyse homogène, c'est-à-dire un système dans lequel le catalyseur est soluble dans l'eau, de sorte que tous les composants du système se trouvent dans le même milieu. Ce système innovant et original est basé sur (1) des ions de cuivre ; (2) un oligomère de type peptide (petite molécule) qui se lie au cuivre et maintient sa stabilité ; et (3) un composé appelé borate dont la fonction est de maintenir le pH dans une plage limitée. La principale découverte de cette étude est le mécanisme unique que les chercheurs ont découvert et démontré : le composé borate aide à stabiliser le centre métallique et participe au processus de manière à aider à le catalyser.
Dans des études précédentes, le groupe de recherche a démontré l'efficacité de l'utilisation d'oligomères de type peptide pour stabiliser les ions métalliques exposés à l'oxygène - exposition qui pourrait les oxyder en l'absence de l'oligomère et décomposer le catalyseur. Aujourd'hui, les chercheurs font état de leur succès dans la création d'un système d'électrolyse très efficace et rapide. Ce système stable oxyde l'eau en hydrogène et en oxygène dans les mêmes conditions souhaitées : un faible potentiel électrique, un pH proche de 9 et des catalyseurs peu coûteux. Selon le professeur Maayan, le système s'inspire des enzymes (catalyseurs biologiques) qui utilisent la chaîne peptidique de la protéine pour stabiliser le centre métallique et des processus énergétiques naturels tels que la photosynthèse, qui est alimentée par des unités utilisant l'énergie solaire pour transporter les électrons et les protons.
La recherche a été soutenue par la Fondation israélienne des sciences (ISF) et le programme énergétique Nancy et Stephen Grand du Technion.
Source: American Chemical Society
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