Contexte électrocatalytique
Les technologies électrochimiques sont très prometteuses pour décarboniser le secteur énergétique et faire passer l’économie vers zéro émission nette. Les technologies de l’hydrogène telles que les piles à combustible et les électrolyseurs sont limitées par leur coût et leur durabilité. Il est nécessaire d’améliorer le taux d’utilisation, l’activité et la durabilité des électrocatalyseurs afin de les rendre largement utilisés. De même, les batteries à flux REDOX pour le stockage d’énergie à long terme sur le réseau reposent sur des électrocatalyseurs pour les réactions d’oxydation/réduction, nécessitant des catalyseurs abondants et durables. Ces technologies s'appuient sur des électrocatalyseurs à l'échelle nanométrique et des électrodes poreuses pour augmenter la surface et l'utilisation du catalyseur. Dans l’ensemble, la figure 1 résumeradiographieTechnique CT et comment elle peut être appliquée pour étudier les phénomènes à l’échelle nanométrique et micrométrique liés à l’électrocatalyse dans les dispositifs électrochimiques.
2.Pourquoi le X-CT est-il nécessaire pour l'électrocatalyse ?
Les méthodes de caractérisation physicochimique telles que la microscopie électronique et la spectroscopie des rayons X ont eu un grand impact sur le développement de l'électrocatalyse. Les techniques de microscopie électronique, telles que SEM, TEM et EDS, peuvent également fournir des informations structurelles et élémentaires sur la répartition des catalyseurs dans la couche catalytique. De plus, la caractérisation électronique nécessite le maintien constant d’un environnement de vide poussé. En revanche, les sources de rayons X, en particulier les rayons X durs, interagissent moins avec les molécules de gaz et nécessitent une préparation plus douce des échantillons. Par conséquent, la communauté électrocatalytique intéressée par la caractérisation des dispositifs électrochimiques a tendance à utiliser des techniques à rayons X telles queDiffraction des rayons X, tomographie aux rayons X, etFluorescence des rayons X.La tomographie aux rayons X à l'échelle micronique est très bénéfique pour caractériser et comprendre les systèmes électrochimiques à l'échelle micronique, et l'utilisation de cette technique apporte une contribution importante à la compréhension de la morphologie des couches de catalyseur et de leurs effets sur le transport de masse. Comme le montre la fig. 3, dans les résultats de reconstruction 3D et de segmentation, on peut clairement observer que l'anode en platine, la cathode sans platine, la formation d'eau liquide dans l'espace cathodique et le décapage entre le catalyseur en platine et le film expansé.
