Pollution de l'air: tous les bienfaits du platine !

Publié par Redbran le 06/01/2021 à 13:00
Source: CNRS INC
Le monoxyde de carbone (CO) est un polluant atmosphérique principalement produit par les véhicules à moteur. Pour s'en débarrasser à la source, on introduit dans le pot d'échappement des automobiles un catalyseur à base de platine qui convertit le CO en eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et CO2. Jusqu'à maintenant, ce catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...) était connu pour être actif à chaud sur les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) d'échappement. Les scientifiques du Laboratoire de synthèse et fonctionnalisation des céramiques (CNRS/Saint-Gobain Research Provence) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de recherches sur la catalyse (La catalyse est l'action d'une substance appelée catalyseur sur une transformation chimique...) et l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) de Lyon (CNRS/Univ Lyon) viennent de montrer qu'il est également très efficace à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) ambiante, et ont élucidé le mécanisme de son fonctionnement. Ces résultats, à retrouver dans la revue Angewandte Chem. Int. Ed.,ouvrent des pistes pour le traitement de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) ambiant en utilisant cette voie de dégradation du CO.


© Kaper et al

Les principaux polluants atmosphériques sont actuellement le monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule...) CO (issu de mauvaises combustions) et les composés organiques volatiles et semi-volatiles (issus des peintures, colles (Colles (pluriel collis) est un mot d'origine latine désignant une petite colline ou une...), produits d'entretien, désodorisants...). Comment éliminer ces polluants ? En utilisant des catalyseurs pour accélérer les réactions chimiques qui les dégradent en molécules non toxiques comme l'eau et le CO2.

Depuis les années 70, le système platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.) - oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) de cérium (Pour le Cérium, voir l'article Centre d'études et de recherches internationales de...) (Pt/CeO2) est utilisé dans les pots catalytiques des automobiles pour dégrader le CO issu de la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) du carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...). Les scientifiques du Laboratoire de synthèse et fonctionnalisation des céramiques et de l'Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyonviennent de montrer que ce catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...), connu pour être efficace à haute température dans les pots d'échappement, présentait également d'excellentes performances à température ambiante et en présence d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance...), conditions essentielles pour envisager son utilisation dans la dépollution de l'air ambiant. Mieux encore, ils ont mis pour la première fois en évidence le mécanisme de fonctionnement de ce catalyseur.

Pour cela, ils ont réalisé, en collaboration avec l'Institut Fritz Haber (Fritz Haber (9 décembre 1868 à Breslau, Allemagne - 29 janvier 1934...) à Berlin, des images qui montrent que le platine est présent sous forme de nanoparticules de 1 nm environ dont la taille ne change pratiquement pas au cours de son utilisation. En combinant ensuite différentes techniques de spectroscopie pour suivre la liaison entre le CO et le platine pendant la réaction, ils ont pu observer l'évolution de différentes espèces de platine à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) des nanoparticules. Le platine est ainsi présent à la fois sous sa forme métallique et oxydée, le platine oxydé probablement fournissant l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) nécessaire à la dégradation du CO adsorbé à la surface du platine métallique.Ces résultats, à retrouver dans la revue Angewandte Chem. Int. Ed., ouvrent des pistes pour le traitement de l'air ambiant utilisant cette voie de dégradation du CO.

Références:
Synergy between Metallic and Oxidized Pt Sites Unravelled during Room Temperature CO Oxidation on Pt/Ceria
Frederic C. Meunier, Luis Cardenas,Helena Kaper, Břetislav Smíd, Mykhailo Vorokhta,Rémi Grosjean, Daniel Aubert,Kassiogé Dembélé & Thomas Lunkenbein
Angewandte Chem. Int. Ed., octobre 2020.
https://doi.org/10.1002/anie.202013223

Contacts:
- Helena Kaper - Chercheuse, Laboratoire de synthèse et fonctionnalisation des céramiques (CNRS/Saint-Gobain Research Provence, Cavaillon) - helena.kaper at saint-gobain (Saint-Gobain est une entreprise française qui produit, transforme et distribue des...).com
- Frédéric Meunier - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...), Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (CNRS/Univ Lyon), Villeurbanne - fcm at ircelyon.univ-lyon1.fr
- Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie,...) - INC & Institut parisien de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) moléculaire - inc.communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...).fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication - Institut de chimie du CNRS - inc.communication at cnrs.fr
- Anne-Valérie Ruzette- Chargée scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) pour la communication - Institut de chimie du CNRS - anne-valerie.ruzette at cnrs.fr
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