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Cet alliage nanoporeux rassemble les 14 principaux éléments

Crédits : Royal Society of Chemistry

Des chercheurs japonais ont synthétisé un alliage intégrant les quatorze principaux éléments. Ce cocktail donne à cet alliage des propriétés électrocatalytiques exceptionnelles. Celui-ci pourrait permettre de produire de l’hydrogène, souvent présenté comme le carburant du futur.

Un alliage à haute entropie

Des chercheurs de l’Université de technologie de Kochi (Japon) ont présenté un tout nouvel alliage dans une étude ayant fait l’objet d’une publication dans la revue Chemical Science le 20 août 2021. Selon ces scientifiques, la formule est Al87Ag1Au1Co1Cu1Fe1Ir1Mo1Ni1Pd1Pt1Rh1Ru1Ti1. Autrement dit, l’alliage en question contient les quatorze principaux éléments : aluminium, argent, or, cobalt, cuivre, fer, iridium, molybdenum, nickel, palladium, platine, rhodium, ruthénium et titane.

Il s’avère que cet alliage appartient à la classe des alliages à haute entropie. Ces derniers se caractérisent par une composition de cinq éléments ou plus dans des proportions quasiment équimolaires. Généralement, ce type d’alliage affiche des caractéristiques mécaniques de résistance et de ténacité largement au-dessus de la normale.

alliage catalyseur hydrogène
Crédits : Royal Society of Chemistry

Un grand intérêt pour la production d’hydrogène

L’alliage à quatorze éléments des chercheurs nippons n’est pas si intéressant en ce qui concerne ses propriétés mécaniques. En revanche, sa capacité à catalyser a largement retenu l’attention. Guofeng Wang, scientifique des matériaux à l’Université de Pittsburgh qui n’a pas participé à l’étude, a fait un commentaire dans un communiqué portant sur l’étude japonaise :

« La plupart des catalyseurs en alliage conventionnels contiennent un constituant métallique primaire avec un pourcentage atomique élevé, tel que le platine, et un ou deux types de constituants métalliques mineurs avec un pourcentage atomique relativement faible. Les constituants mineurs fournissent normalement les effets bénéfiques de ligands ou de déformation qui améliorent la performance catalytique du constituant métallique primaire. »

Grâce à la présence de plus de constituants majeurs et mineurs, et ce, en proportion équimolaire, des millions d’arrangements atomiques sont possibles. Ainsi, l’alliage se caractérise par de nombreux « creux » rendant le matériau très poreux. Or, il s’agit là d’une des propriétés que l’on recherche pour la catalyse afin de produire un filtre efficace. En effet, plus la surface de contact est grande, plus la réaction est rapide. Selon les chercheurs, leur alliage incarne donc un excellent candidat pour la fabrication d’électrodes dans le but de catalyser de l’eau et ainsi produire de l’hydrogène. Et si l’hydrogène essuie certaines critiques, de nombreuses sociétés s’y intéressent comme Airbus et son projet d’avion zéro émission à hydrogène prévu pour 2035.