Ces chimistes convertissent directement le CO2 en alcool

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 (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments...) de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre...) et d'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du...). Ces résultats ont été publiés dans la revue Nature Catalysis.


La réduction électrochimique du CO₂ en hydrocarbures à l'aide d'énergies renouvelables comme l'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de...) est une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) pertinente pour fermer le cycle du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) via la conversion du CO₂ en précurseurs chimiques ou en carburants. Ces composés multicarbonés (possédant un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « 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 (L'isopropanol, ou alcool isopropylique est le nom commun pour le propan-2-ol, composé chimique...) pourtant couramment utilisé reste toujours un défi.


En jouant sur la concentration de CO₂ au-dessus de la limite de saturation dans un électrolyte aqueux, les scientifiques de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) 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 (La densité de courant électrique est définie comme le courant électrique par unité de surface...) 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 supersaturation
Nature Catalysis 2023
Nature Catalysis