Catalyseur hybride métal-zéolithe pour l'oxydation électrochimique de l'acide formique
Abstract
La production d’énergie par voie électrochimique peut être envisagée comme un substitut à
l’utilisation de combustibles fossiles ou nucléaires. Parmi les différents composants d’une pile à
combustible, l’électrocatalyseur joue un rôle major. [1]
Les zéolithes sont des aluminosilicates cristallins microporeux présentant une grande surface active
(ca. 1200 m2 g-1), ce qui permet de les utiliser pour capturer et stocker diffèrent gaz ou autres petite
molécules comme l’acide formique (diamètre moléculaire 0.381 nm). [2] Ces matériaux ont
également une bonne stabilité structurelle dans des solutions aqueuses acide ou alcaline.
Nous présentons ici des résultats concernant l’effet de l’addition de zéolithe et plus précisément de
microparticules de ZSM-5 (taille de pore entre 0.54 et 0.56 nm) sur l’activité électrochimique
d’électrocatalyseurs à la base de nanoparticules de Pt0 et de noir de carbone pour la réaction
d’oxydation de l’acide formique. La Figure 1 présente des résultats de chronoampérométrie pour la
réaction électrochimique d’oxydation de l’acide formique, en utilisant des électrodes composites à la
base de nanoparticules de Pt sur carbone avec et sans ajout de particules de zéolithe ZSM-5 à la
composition. On observe une nette augmentation de l’activité catalytique quand des particules de
ZSM-5 sont ajoutées dans l’encre. Cette augmentation d’activité traduit le rôle positif des zéolithes
sur la réaction qui, en capturant et en concentrant le HCOOH au plus près de l’électrocatalyseur
permet de réduire les limitations diffusionnelles associées au transport en solution.
References
[1] J.V. Perales-Rondón, J. Solla-Gullón, E. Herrero, C.M. Sánchez-Sánchez, Enhanced Catalytic
Activity and Stability for the Electrooxidation of Formic Acid on Lead Modified Shape Controlled
Platinum Nanoparticles, App. Catal. B, 201 (2017) 48-57.
[2] M. Miyamoto, S. Ono, K. Kusukami, Y. Oumi and S. Uemiya, High Water Tolerance of a Core–
Shell-Structured Zeolite for CO2 Adsorptive Separation under Wet Conditions, 11, ChemSusChem
(2018) 1756–1760.