Un catalyseur pour convertir le dioxyde de carbone en hydrocarbure ? La voie est ouverte

le 01 décembre 2018 à 18:32
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Chercheurs laboratoire Brookhaven catalyseur
© Laboratoire national de Brookhaven

Des chercheurs ont mis au point un catalyseur permettant de casser les liaisons des molécules de dioxyde de carbone. Un tel dispositif pourrait permettre de tirer profit des gaz rejetés dans l'atmosphère.

L'équipe de scientifiques, travaillant pour le laboratoire national de Brookhaven et l'université du New Hampshire, aux États-Unis, a surtout réussi la prouesse d'employer des ressources abondantes sur Terre.

Casser le dioxyde de carbone avec un semi-conducteur


Comme son nom l'indique, le dioxyde de carbone (CO2) assemble deux molécules d'oxygène et une de carbone. Pour casser les liaisons les unissant, il faut une grande quantité de temps et d'énergie. D'où l'idée d'un catalyseur pour accélérer cette réaction.

Une piste pour y parvenir est d'utiliser un semi-conducteur, qui réagit à la lumière en rejetant des électrons. Ces derniers peuvent alors être exploités pour faciliter la séparation des molécules de dioxyde de carbone. La difficulté réside dans le choix du semi-conducteur : la majorité de ces matériaux ne peut être activée que par des rayons ultraviolets, en faible quantité dans le spectre lumineux du soleil.

Les chercheurs ont finalement trouvé un candidat idéal : un semi-conducteur composé de nitrure de carbone graphitique. Capable de réagir à une lumière naturelle, il présente également l'avantage de n'être composé que d'éléments présents en abondance dans la nature (carbone et azote). Les chercheurs ont toutefois dû ajouter à leur dispositif un donneur d'électrons (qui à terme sera constitué de molécules d'eau), pour s'assurer de la présence d'une quantité suffisante d'électrons.

D'une pierre deux coups


Les scientifiques ont alors construit leur catalyseur en déposant des ions de cobalt sur leur semi-conducteur, fabriqué à partir d'urée (l'un des composants principaux de l'urine !). En l'exposant à une source de lumière visible, le système a ainsi permis de rompre les liaisons du CO2, pour former des molécules de CO (monoxyde de carbone).

Un tel dispositif pourrait être utilisé dans des zones bénéficiant d'un fort ensoleillement. Il offrirait en effet un bénéfice double : réduire la quantité de dioxyde de carbone de l'atmosphère et le transformer en éléments utiles à la fabrication de produits chimiques précieux, tels que des hydrocarbures. Toutefois, il reste encore à comprendre plus finement les réactions provoquées par le catalyseur, pour le perfectionner et le reproduire à grande échelle.

Source : ScienceDaily

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