Recyclage des électrocatalyseurs de piles à combustible et d’électrolyseurs

La transition énergétique nécessite le développement de systèmes de stockage et de conversion de l’énergie efficaces et décarbonés. A ce jour, les technologies à membrane échangeuse de protons (Proton-Exchange Membrane Fuel Cell PEMFC et Proton-Exchange Membrane Water Electrolyser PEMWE) sont parmi les technologies de stockage et de conversion de H₂ les plus efficaces et les plus matures. Un inconvénient majeur réside dans la nécessité d’utiliser des métaux nobles pour électrocatalyser les réactions électrochimiques impliquées dans ces dispositifs, à savoir le platine (Pt) et l’oxyde d’Iridium (IrO_x). Le déploiement de ces technologies ne pourra faire l’impasse du développement d’une voie de recyclage efficace. L’équipe s’intéresse à l’élaboration des procédés viables environnementalement pour la récupération du Pt et de l’Ir contenus dans les PEMFC et PEMWE, qu’ils soient chimiques [1,2,3] ou électrochimiques [4]. De plus, les aspects boucle fermée sont privilégiés. Ainsi, la refabrication d’électrocatalyseurs avec des spécificités équivalentes à l’état de l’art est pleinement intégrée aux études. Pour cela, la compréhension fine des mécanismes physico-chimiques mis en jeu lors des procédés chimiques et électrochimiques proposés sera nécessaire. En particulier, l’utilisation de méthodes in situ et operando couplées à l’électrochimie permettent d’identifier les conditions de lixiviation optimales de chaque électrocatalyseur en fonction de différents paramètres (taille de particules, structure cristallographique, degré d’oxydation du métal). Cette compréhension du mécanisme de lixiviation à l’échelle atomique conduira à proposer des procédés en rupture pour la récupération en boucle fermée des cœurs de PEMFC et PEMWE, conditions nécessaires au développement des technologies bas-carbone tout en réduisant la pression sur ces ressources naturelles.