Aérogels à base de carbone d’azote et fer comme matériaux d’électrodesde PEMFC

International audience; La pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est un dispositif de conversion d'énergie propre déjà utilisé pour des applications portables ou de transport. Néanmoins, certains inconvénients tels liés à la durabilité et au coût doivent être surmontés avant un large déploiement de cette technologie. La réduction du prix peut être obtenue par la réduction de la quantité de platine utilisée comme catalyseur dans les couches catalytiques et particulièrement à la cathode. Différentes stratégies ont été mises en œuvre pour limiter cette quantité de platine tout en maintenant l'activité massique. Parmi celles-ci, et pour l’éliminer totalement, des recherches ont été menées sur les catalyseurs à base de métaux non précieux tels que les nitrures, carbures, chalcogénures de métaux de transition. Une dernière famille concerne des carbones dopés avec de l’azote (du bore, ou du souffre) associés avec des métaux de transitions (Fe, Co, Mn)[1]. Par exemple, des recherches ont été menées sur des catalyseurs à base d’azote et de métal de transition déposés à la surface d’un carbone suivi par divers traitements thermiques. L’activité de ces catalyseurs a été montrée et dépend de la texture (micro et meso pores) et du type de liaisons entre l’azote et le carbone et l’azote et le métal. Néanmoins de nombreux problèmes de diffusion sont observés particulièrement en assemblage membrane électrodes. Dans ce contexte, notre étude porte sur la réalisation d’une nouvelle classe de catalyseurs nanotexturés, tridimensionnels à base de carbone, d’azote et de fer. Des aérogels de carbone ont été synthétisés à partir de résorcinol, de formaldéhyde et de mélamine en présence de sel de fer. Ces matériaux ont été caractérisés physico-chimiquement (MEB, sorption d’azote, EDX, XPS, DRX) et électrochimiquement en électrode tournante (RDE). En modifiant les conditions de synthèse nous avons obtenu une large gamme de matériaux ayant des propriétés variées et ainsi nous avons relié les caractéristiques texturales et chimiques aux performances électrochimiques.