Nouvelle percée : une approche innovante pour produire un carburant durable et réduire les gaz à effet de serre

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Par Josephine Martin
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Réacteur chimique convertissant le CO2 en méthanol de manière durable.

ParisDes chercheurs ont découvert une nouvelle méthode pour produire du carburant écologique en transformant le dioxyde de carbone en méthanol. Cette technique pourrait contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en proposant une alternative énergétique plus propre.

Une équipe de chimistes, participant à une collaboration internationale, a publié ses découvertes dans Nature Catalysis. Ils ont mis au point une technique utilisant des nanotubes de carbone et des molécules de phtalocyanine de cobalt (CoPc). Voici le processus :

  • Les molécules de CoPc sont uniformément réparties sur les nanotubes de carbone.
  • Une solution électrolytique est appliquée sur la surface.
  • Un courant électrique traverse la solution.
  • Les molécules de CoPc transforment le dioxyde de carbone en méthanol.

Des scientifiques ont utilisé une technique spéciale appelée spectroscopie vibrationnelle pour observer une réaction chimique en temps réel. Ils ont découvert que la production de méthanol dépendait largement des conditions environnantes. En modifiant la configuration de la CoPc sur des nanotubes de carbone, l'équipe a multiplié par huit la production de méthanol. Cela est crucial car le méthanol possède un haut pouvoir énergétique et peut servir de carburant alternatif pour divers véhicules et pour la production d'énergie.

Cette découverte révèle le fonctionnement des catalyseurs au niveau moléculaire. Robert Baker de l'Université d'État de l'Ohio a souligné l'importance de comprendre les réactions chimiques. Cela permet aux chercheurs d'améliorer le processus de manière plus efficace.

Cette technique exploite des particules chargées positivement, appelées cations, pour augmenter la production de méthanol. Quansong Zhu, auteur principal de l'étude, a expliqué que ces particules interagissent directement avec les molécules, rendant le processus plus efficace.

Les progrès dans l'observation des réactions moléculaires en temps réel arrivent à point nommé. L'urgence de trouver des sources d'énergie durables se fait sentir. Cette nouvelle capacité pourrait améliorer d'autres processus catalytiques, pas seulement pour le méthanol, mais aussi pour d'autres produits précieux.

En plus d'être un carburant économique, le méthanol produit à partir d'électricité renouvelable a plusieurs applications :

  • Utilisation pour le chauffage
  • Production d'énergie
  • Recherche chimique avancée

Cette recherche a été rendue possible grâce au soutien de la National Science Foundation et de la Fondation Binational pour la Science États-Unis-Israël (BSF). Des chercheurs des universités de Yale, de l'Université Hébraïque de Jérusalem et de l'Université de Binghamton ont également contribué à cette étude.

L'amélioration des catalyseurs peut transformer notre production d'énergie. Des scientifiques ont lancé de nouveaux projets grâce à cette découverte. Même s'ils sont toujours en recherche, les applications potentielles sont nombreuses.

L'étude est publiée ici:

http://dx.doi.org/10.1038/s41929-024-01190-9

et sa citation officielle - y compris les auteurs et la revue - est

Quansong Zhu, Conor L. Rooney, Hadar Shema, Christina Zeng, Julien A. Panetier, Elad Gross, Hailiang Wang, L. Robert Baker. The solvation environment of molecularly dispersed cobalt phthalocyanine determines methanol selectivity during electrocatalytic CO2 reduction. Nature Catalysis, 2024; DOI: 10.1038/s41929-024-01190-9
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