Un catalyseur spectaculaire pour la réduction du CO2
Publié par Isabelle le 15/11/2018 à 14:00
Source: CNRS INC
Une des voies de valorisation du dioxyde de carbone passe par sa réduction en monoxyde de carbone, plus facile à transformer ensuite en hydrocarbures. Comme ces procédés restent malheureusement encore trop énergivores ou polluants, une équipe centrée autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit...) de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est...) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) moléculaire et des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) d'Orsay (ICMMO, CNRS/Université Paris-Sud) et du Laboratoire des mécanismes fondamentaux de la bioénergétique (LMB, CEA) a élaboré un nouveau catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas dans l'équation-bilan de...) pour la réduction du CO2 dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.). Selon ces travaux publiés dans Chemical Communication, on obtient ainsi une réaction bien plus efficace et qui ne nécessite plus d'ajouter des acides.


Le catalyseur
© Philipp Gotico

Fléau écologique, les émissions anthropiques de CO2 doivent être compensées par des solutions innovantes. Le dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de...) peut, par exemple, être réduit en monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule semi-développée C=O ou –C≡O+, la molécule est composée d'un atome de...) (CO), utilisé dans les procédés de Fischer-Tropsch afin d'être recyclé en hydrocarbures. La réduction du CO2 nécessite cependant d'importants apports en énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) et l'emploi de différents acides et solvants. Pour pallier ces problèmes, des chercheurs de l'Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay (ICMMO, CNRS/Université Paris-Sud), du Laboratoire des mécanismes fondamentaux de la bioénergétique (LMB, CEA) et de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR, CNRS/INSA Rennes/ENSC Rennes/Université Rennes 1) viennent d'élaborer un catalyseur qui offre une réduction efficace et propre du CO2 en CO en milieu aqueux et ne nécessite pas l'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de même...) de source de protons.

Cette porphyrine de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau...), famille de molécules présente dans l'hémoglobine et certaines enzymes, fonctionne dans l'eau, et donc sans autre solvant, et réduit le CO2 sans avoir besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et les besoins...) de donneur sacrificiel de protons, un rôle habituellement rempli par des additifs de type acides organiques. Ce catalyseur se démarque également par sa grande stabilité, ce qui signifie qu'il peut servir longtemps avant d'être remplacé, et sa vitesse (On distingue :) accélérée de plusieurs ordres de grandeur par rapport à la littérature. Ces éléments en font une alternative bien plus économe en énergie que les solutions actuelles. Les mécanismes de cette formidable hausse des performances ne sont pas encore bien compris: les chercheurs s'attellent donc à présent à les expliquer.

Références publication:
Asma Khadhraoui, Philipp Gotico, Bernard Boitrel, Winfried Leibl, Zakaria Halime et Ally Aukauloo
Local ionic liquid environment at a modified iron porphyrin catalyst enhances electrocatalytic performance of CO2 to CO reduction in water
Chemical Communications – Septembre 2018
DOI: 10.1039/C8CC06475J

Contacts chercheur:
- Zakaria Halime, ICMMO UMR8182, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où...) Paris-Sud, Université Paris-Saclay
- Ally Aukauloo, ICMMO UMR8182, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay
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