Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft (TU Delft) ont mis au point un catalyseur efficace en quantités négligeables. En raison de sa forme et de sa durabilité, le catalyseur dure beaucoup plus longtemps dans les réactions, économiser beaucoup d'énergie, prévenir le gaspillage et réduire les coûts. Les résultats ont été publiés dans Communication Nature .

Le chercheur TU Delft Evgeny Pidko et son groupe adoptent une approche presque holistique des réactions chimiques utilisant des catalyseurs. Ces substances jouent un rôle important dans l'abaissement des barrières d'activation des réactions chimiques.

Le catalyseur est présent dans le mélange réactionnel mais ne fait pas partie de l'équation de la réaction chimique. Donc en théorie, les catalyseurs devraient pouvoir fonctionner indéfiniment. En pratique, cependant, les chimistes voient qu'ils deviennent moins actifs avec le temps. Cela signifie qu'une grande quantité de catalyseur est nécessaire pour que le processus de réaction se déroule sans heurts. Le catalyseur doit ensuite être retiré du mélange réactionnel, ce qui est un processus coûteux et polluant. Pour l'industrie pharmaceutique et la chimie fine, il n'est pas rare que la production d'un kilogramme du produit requis entraîne une cinquantaine de kilos de déchets, il est donc urgent de rendre ces processus chimiques plus durables.

Naissance et mort

La question la plus importante à laquelle l'équipe de Pidko est confrontée est :dans quelles circonstances les catalyseurs sont-ils actifs, et pourquoi se décomposent-ils ? Pidko :"Ce que nous faisons en fait, c'est suivre un catalyseur de sa naissance à sa mort." Cette recherche a maintenant conduit à la découverte d'un nouveau catalyseur qui est exceptionnellement efficace. Même l'utilisation de quantités « homéopathiques » du catalyseur est suffisante pour que la réaction se déroule bien. Pour leurs recherches, les chimistes ont utilisé un catalyseur au manganèse qui hydrogéne les molécules, ce qui signifie qu'une double liaison dans la molécule est rompue et que l'hydrogène prend cette place dans la molécule. Cette réaction est principalement utilisée pour solidifier les huiles et les graisses.

Pidko :« Pour rendre le catalyseur plus efficace, nous avons joué pour créer plus de points de liaison par molécule. Nous avons remarqué que tout d'un coup, la réaction s'est beaucoup mieux passée. » En utilisant la spectroscopie, les chercheurs ont observé que le nouveau catalyseur a des propriétés idéales. Dans son état activé, il s'ouvre pour favoriser la réaction requise. Au repos, le catalyseur ferme ses bras en pince, protéger sa partie active. Les recherches de l'équipe de Pidko montrent que le catalyseur peut être utilisé jusqu'à 200, 000 'cycles." Pidko dit, « Même à des températures de 120 °C, il conserve son intégrité. L'efficacité de ce catalyseur est tout à fait unique. Plutôt que les 1000 ppm habituels (parties par million), seulement 5 ppm du nouveau catalyseur sont nécessaires. L'utilisation de telles quantités minimales signifie que l'étape de purification qui est habituellement nécessaire peut être ignorée.

Verdir l'industrie chimique

Ce développement est une étape importante dans le verdissement de l'industrie chimique, bien qu'il ne puisse pas être utilisé immédiatement dans les procédés chimiques existants, car des recherches supplémentaires sont nécessaires. Ce qui rend cette étude particulièrement innovante dans le domaine, c'est l'approche des catalyseurs. Pidko conclut, « Le suivi méticuleux de l'ensemble du cycle de vie nous a permis de mieux comprendre les catalyseurs et nous espérons pouvoir utiliser cette approche pour développer davantage de ces catalyseurs « homéopathiques », qui pourrait s'avérer révolutionnaire pour l'industrie chimique."