Perles de gallium et de platine liquides en gros plan — © Arifur Rahim / UNSW Sydney

En mélangeant d’infimes quantités de ce métal précieux avec du gallium, des chercheurs australiens ont créé une nouvelle forme de platine présentant l’immense avantage de rester liquide à température ambiante.

Une approche innovante

Puissant catalyseur pour un vaste éventail de réactions, le platine est généralement utilisé dans les piles à combustible et dans les pots catalytiques, visant à limiter la nocivité des gaz d’échappement des véhicules thermiques. Problème de taille, il s’agit de l’un des métaux les plus rares sur Terre, ce qui limite largement son utilisation.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature Chemistry, des chercheurs de l’université de Nouvelle-Galles du Sud ont trouvé un nouveau moyen de réduire considérablement la quantité de platine nécessaire à ces réactions. Plutôt que de les fixer à une matrice solide, l’équipe a placé les atomes du métal précieux en suspension dans une solution liquide.

Le platine a d’abord été dissous dans du gallium à environ 300 °C pendant quelques heures. Une fois refroidi, le mélange formait un matériau catalytique restant liquide au-delà du point de fusion du gallium, qui est de 29,8 °C, contre 1 768 °C pour le platine traditionnel.

Vue atomique du système catalytique dans lequel les sphères argentées représentent les atomes de gallium et les sphères rouges les atomes de platine — © Arifur Rahim / UNSW Sydney

Pouvant effectuer des réactions d’oxydation et de réduction (où l’oxygène est ajouté ou retiré d’une substance), le catalyseur liquide s’est avéré mille fois plus efficace qu’un catalyseur solide composé de 10 % de platine, quand bien même le métal précieux ne représentait que 0,0001 % des atomes de l’alliage. Mieux encore, les chercheurs ont constaté que les sous-produits ne s’accumulaient pas à la surface du catalyseur et ne réduisaient pas ses effets, comme c’est le cas pour ses équivalents solides.

Des avantages significatifs

En examinant de plus près le catalyseur liquide, l’équipe a également constaté que les atomes de platine ne formaient pas d’amas, restant dispersés dans le gallium et semblant même influencer ce dernier afin qu’il participe au « travail catalytique ».

Selon l’équipe, cette nouvelle technique offrant des effets catalytiques identiques, voire plus puissants, avec des quantités nettement plus faibles de ce métal précieux permettra d’optimiser l’utilisation de nos maigres réserves de platine, ce qui entraînera une réduction du coût des dispositifs en intégrant.

Mais les avantages ne se limitent pas au platine. Selon l’équipe, ce type de catalyseur à base de métal liquide pourrait être testé avec plus de 1 000 autres combinaisons possibles d’éléments, donnant lieu à autant de réactions différentes, qui seront explorées dans de futurs travaux.

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