L’électrolyse de l’eau en quête de performance… et donc d’électrocatalyseurs

L’intermittence des énergies renouvelables fait du stockage de l’énergie un des enjeux sociétaux majeurs. Pour cela, l’hydrogène, lorsque généré par la réaction d’électrolyse de l’eau, apparait comme un vecteur énergétique viable. Cependant, ce processus en apparence simple fait intervenir deux demi-réactions complexes qui nécessitent l’utilisation d’électrocatalyseurs.

Ceci est particulièrement vrai pour la réaction d’oxydation de l’eau et de dégagement de l’oxygène pour laquelle des surtensions supérieures à 200-300~mV sont mesurées, et ce même pour les électrocatalyseurs les plus performants. De nombreux efforts ont donc récemment porté sur le design de nouveaux électrocatalyseurs plus performants et plus stables dans ces conditions très oxydantes, ainsi que sur la compréhension du mécanisme réactionnel.

Cet article se propose de couvrir de façon critique les dernières avancées réalisées dans le domaine et de dégager les prochains enjeux liés à ce développement qui nécessiteront sans nul doute une approche complémentaire faisant intervenir la chimie des matériaux, la compréhension des phénomènes aux interfaces solides/liquides, ainsi que le développement de nouveaux outils permettant de sonder les transferts d’ions et d’électrons aux interfaces électrochimiques.

Alexis Grimaud a reçu le prix «Espoir de la chimie pour l’énergie» 2018 de l’interdivision Énergie de la Société Chimique de France.