Des chercheurs de l’université de Montpellier ont observé le comportement du platine utilisé comme catalyseur à la cathode de piles à combustible. Leurs résultats, publiés dans Nature communication le 22 janvier, mettent en avant des transitions de phase au cours du fonctionnement de la pile, et ce à des tensions plus basses qu’initialement prévues, entraînant la dégradation prématurée du platine et limitant l’efficacité de la pile à combustible.
Les cathodes des piles à combustibles sont généralement couvertes d’une couche catalytique au platine, un métal rare et onéreux qui concentre une large partie de l’intérêt du secteur. En effet, dans des travaux cités par les chercheurs français, il a été mis en évidence que la durabilité globale des piles à combustible reposait largement sur la stabilité de ce métal. Si cette stabilité n’est pas infirmée en laboratoire lors de tests sur des prototypes de cathodes et de piles à combustible, les chercheurs estiment que ce n’est plus le cas lorsque l’on se rapproche des conditions réelles de fonctionnement d’une pile à combustible, d’après un communiqué du CNRS : une dégradation rapide du catalyseur est observée aux tensions usuelles d’utilisation d’une pile à combustible, comprises entre 0,6 et 1 V.
Observer le platine de manière non-intrusive
En collaboration avec des chercheurs de l’université de Toulouse et de l’European synchrotron radiation facility (ESRF), les chercheurs ont analysé par diffraction de rayons X très intenses à haute énergie l’évolution en temps réel de la structure cristalline du platine au cours du fonctionnement de la pile à combustible, et ce de manière non-intrusive. Les résultats de l’étude pointent des multiples transitions de phase du platine, à une tension de 0,8 V – soit 0,3 V en-dessous de la valeur précédemment établie – entre une phase métallique et une phase oxyde amorphe très instable.
Les résultats de cette étude pourraient permettre une meilleure appréhension du comportement du platine de la couche catalytique des piles à combustible, et ainsi, de nouvelles stratégies de stabilisation de ce métal. De nouvelles compositions de cette couche catalytique, ou une meilleure gestion des piles, dans le but d’éviter les tensions critiques synonymes de dissolution du platine, sont à considérer, d’après les chercheurs.
