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Une équipe internationale pilotée par des scientifiques de l'Institut européen des membranes (CNRS/ENSC Montpellier/Université de Montpellier) a mis au point une stratégie pour convertir directement le CO2 en l'alcool isopropylique (isopropanol) par un procédé électrocatalytique utilisant une électrode faite d'un nouvel alliage de cuivre et d'argent. Ces résultats ont été publiés dans la revue Nature Catalysis.
Image Pixabay
La réduction électrochimique du CO2 en hydrocarbures à l'aide d'énergies renouvelables comme l'énergie solaire est une technologie pertinente pour fermer le cycle du carbone via la conversion du CO2 en précurseurs chimiques ou en carburants. Ces composés multicarbonés (possédant un nombre de carbones supérieur à deux, notés C2+) ont une valeur marchande élevée et possèdent des densités énergétiques supérieures.
Dans ce domaine, une partie des efforts se concentrent sur l'amélioration de la sélectivité de la réaction pour produire des molécules possédant un nombre d'atomes de carbone C2+ à partir de CO2. Alors que transformation directe du CO2 en produits C1 et C2 a réalisé des progrès significatifs au cours des dernières années, la formation de molécules à plus de deux carbones comme l'isopropanol pourtant couramment utilisé reste toujours un défi.
© Damien Voiry
En jouant sur la concentration de CO2 au-dessus de la limite de saturation dans un électrolyte aqueux, les scientifiques de l'Institut européen des membranes (CNRS/ENSC Montpellier/Université de Montpellier) ont développé une nouvelle méthode de co-électrodéposition en utilisant une électrode catalytique qui se présente sous forme d'un alliage de cuivre et d'argent (Fig. a).
En opérant sous 10 bar de CO2, cet alliage permet d'atteindre des performances élevées pour la production d'isopropanol (efficacité de 56,7 % et densité de courant spécifique de ~ 59 mA cm-2 (Fig. b)).
Ces résultats, qui montrent une amélioration d'environ 400% par rapport à la meilleure valeur jusqu'alors rapportée pour la conversion directe du CO2 en C3, ouvrent de nouvelles perspectives pour la production contrôlée de produits multicarbonés, directement à partir du CO2.
Référence
Unlocking direct CO2 electrolysis to C3 products via electrolyte supersaturationNature Catalysis 2023
Nature Catalysis
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