MOISE — Oxydes métalliques comme Support d’iridium nano faiblement chargé pour une électrolyse de l'eau compétitive

L'électrolyse de l'eau est potentiellement l'un des procédés de production d'hydrogène les plus respectueux de l'environnement. Cependant, le déploiement à grande échelle des électrolyseurs à membrane échangeuse de protons sera ralenti dans un avenir proche par des ressources limitées en iridium (IrO2 est le catalyseur conventionnel utilisé à l'anode pour l'oxydation de l'eau en oxygène moléculaire). Par conséquent, l'objectif du projet MOISE est de diminuer d’un facteur 5, par rapport à l'état de l'art, la quantité d'Ir nécessaire à la réaction de production d'oxygène, en améliorant l'activité massique des anodes PEM. Une telle évolution participera au développement de l'électrolyse de l'eau basse température (PEM) à un coût acceptable sans baisse de rendement, pour la production massive d'hydrogène. Pour atteindre cet objectif ambitieux, notre stratégie consiste à remplacer les particules d’IrO2 classiquement utilisées par des nanoparticules d’IrO2 ou des nanoparticules de type cœur-coquille (cœur métallique d’un élément de métal de transition et coquille riche en Ir), déposées sur un support de conductivité électronique et stabilité électrochimique élevées, présentant une morphologie appropriée : le dioxyde d'étain dopé poreux. La nouveauté viendra de notre capacité à élaborer ce support de catalyseur avec deux microstructures différentes et innovantes qui seront « mises en concurrence » : des aérogels et des nanofibres/tubes. Différentes innovations et améliorations découleront de ce projet: (i) élaboration de supports de catalyseur de composition et de morphologie appropriées; (ii) développement de procédés optimisés pour le dépôt de dioxyde d'iridium sur ces supports; (iii) formulation d'une encre appropriée; (iv) fabrication d'assemblages membrane-électrodes optimisés. Après optimisation et validation (en termes de performance initiale et de durabilité), ces matériaux innovants seront testés en petit stack dans des conditions d'application réelles dans l’optique de leur commercialisation.