Conception de composites à base de ChalcoPOM comme catalyseurs pour la production d'hydrogène dans les cellules d'électrolyse PEM – ELOPOM-H2

L’électrolyse de l'eau à membrane échangeuse de protons permet de produire de l'hydrogène de haute pureté à partir de sources d'énergie renouvelable intermittente. Cependant, cette technologie reste coûteuse en raison de l'utilisation d'électrocatalyseurs à base de métaux précieux pour les réactions de production d'hydrogène (HER) et d'oxygène. Le projet vise à développer des électrocatalyseurs HER exempts de platine, métal rare et cher, et de plus sensible à divers contaminants organiques, ioniques ou métalliques présents dans l'eau d'alimentation. Ces limitations ne permettent pas d’envisager le développement industriel massif de cette technologie. Ainsi, le projet ELOPOM-H2 a pour objectif de développer et d'intégrer des électrocatalyseurs HER novateurs exempts de métaux précieux dans des dispositifs d'électrolyse PEM à l'échelle semi-pilote. Il s'appuie sur les résultats obtenus par le consortium et propose une approche moléculaire novatrice visant à atteindre des performances HER comparables à celles du Pt/C. Cette méthode repose sur le contrôle de la polymérisation des ions polyoxotungstates en présence du cluster {Mo3S4}. Les résultats préliminaires de ces polymères catalytiques inorganiques, associés à des supports carbonés, ont révélé d'excellentes performances en termes d'activité et de stabilité dans le temps pour la production d'hydrogène (TRL3). Le programme ELOPOM-H2 couvre plusieurs aspects, notamment : i) l'étude de la croissance des polymères inorganiques, en optimisant leur composition, leur densité de charge et leur dopage ; ii) l'interfaçage de ces polymères avec les matériaux carbonés ; iii) leur caractérisation à différentes échelles à l'aide de techniques avancées in-situ, telles que l’électrochimie locale, jusqu'à la fabrication d'électrodes à grande échelle et leur évaluation préindustrielle à travers des mesures de performance dans des cellules d'électrolyse PEM (TRL5).