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Les piles à hydrogène, en tant que technologie d'énergie propre attrayante, ont récemment regagné en popularité dans le monde académique, gouvernemental et industriel. Dans une pile à hydrogène à membrane échangeuse de protons (PEM) classique, les catalyseurs à base de métaux du groupe platine (PGM) représentent environ 50 % du coût total projeté pour la production à grande échelle. Pour réduire le coût, deux stratégies basées sur les matériaux ont été poursuivies : 1) diminuer l'utilisation de catalyseurs PGM (appelés catalyseurs à faible PGM), et 2) développer des catalyseurs alternatifs sans PGM. D'importants défis de stabilité existent lorsque la charge de catalyseur PGM est diminuée dans un assemblage membrane-électrode (MEA) - l'unité de génération d'énergie d'une pile à hydrogène PEM - ou lorsque des catalyseurs sans PGM sont intégrés dans un MEA. Plus important encore, il existe un écart de connaissance significatif entre l'innovation matérielle et l'intégration des dispositifs. Par exemple, les électrocatalyseurs à haute performance montrent généralement une dégradation rapide indésirable dans les MEA. Ce problème limite considérablement le développement des piles à hydrogène PEM. Dans ce contexte, les progrès récents dans la compréhension de la dégradation des catalyseurs à faible PGM et sans PGM dans les MEA de piles à hydrogène et les solutions basées sur les matériaux pour résoudre ces problèmes sont passés en revue. Les facteurs clés qui dégradent la performance des MEA sont mis en évidence. Des concepts matériels innovants et émergents ainsi que le développement de catalyseurs à faible PGM et sans PGM sont discutés.
Du et al. (Thu,) ont étudié cette question.