Cela peut sembler trop beau pour être vrai, mais Ming Ma, doctorant à la TU Delft, a trouvé un moyen de produire de l'alcool à partir de rien. Ou pour être plus précis, il a trouvé comment contrôler efficacement et précisément le processus d'électroréduction du CO 2 produire une large gamme de produits utiles, y compris l'alcool. Être capable d'utiliser du CO 2 en tant que telle, une telle ressource peut être essentielle dans la lutte contre le changement climatique. Sa soutenance de thèse aura lieu le 14 septembre ^e .

Capture et utilisation du carbone (CCU)

Pour atténuer le CO atmosphérique 2 concentration, la capture et l'utilisation du carbone (CCU) pourraient être une stratégie alternative faisable à la capture et la séquestration du carbone (CSC). La réduction électrochimique du CO 2 aux carburants et aux produits chimiques à valeur ajoutée a suscité une attention considérable en tant que solution prometteuse. Dans ce processus, le CO capturé 2 est utilisé comme ressource et transformé en monoxyde de carbone (CO), méthane (CH 4 ), éthylène (C 2 H 4 ), et même des produits liquides comme l'acide formique (HCOOH), méthanol (CH 3 OH) et l'éthanol (C 2 H 5 OH).

Les hydrocarbures à haute densité énergétique peuvent être directement et commodément utilisés comme combustibles dans l'infrastructure énergétique actuelle. En outre, la production de CO est très intéressante puisqu'il peut être utilisé comme matière première dans le procédé Fischer-Tropsch, une technologie bien développée qui a été largement utilisée dans l'industrie pour convertir le gaz de synthèse (CO et hydrogène (H 2 )) en produits chimiques précieux tels que le méthanol et les carburants synthétiques (tels que le carburant diesel). La figure ci-jointe décrit ces trois processus et la façon dont l'électroréduction du CO 2 pourrait potentiellement fermer le cycle du carbone.

Réglage précis du processus

Dans sa thèse de doctorat Ming Ma, travaillant dans le groupe du Dr Wilson A. Smith, décrit les processus qui se déroulent à l'échelle nanométrique lorsque différents métaux sont utilisés dans l'électroréduction du CO 2 . Par exemple, l'utilisation de nanofils de cuivre dans le procédé d'électroréduction conduit à la production d'hydrocarbures, tandis que l'argent nanoporeux peut produire du CO. De plus, comme Ma l'a découvert, le processus peut être réglé très précisément en changeant les longueurs des nanofils, et le potentiel électrique. En ajustant ces conditions, il est capable de produire n'importe quel produit à base de carbone, ou des combinaisons dans n'importe quel rapport souhaité, produisant ainsi les ressources pour les trois processus de suivi décrits ci-dessus.

L'utilisation d'alliages métalliques dans le processus conduit à des résultats encore plus intéressants. Alors que le platine produit à lui seul de l'hydrogène, et l'or génère du CO, un alliage de ces deux métaux produit également de manière inattendue de l'acide formique (HCOOH) en quantités relativement importantes. L'acide formique a potentiellement une utilisation très prometteuse dans les piles à combustible.

Prochaines étapes

Maintenant que ces processus ont été répertoriés, les prochaines étapes pour l'équipe du Smith Lab for Solar Energy Conversion and Storage à TU Delft, (Ma est le premier doctorant à être diplômé du laboratoire Wilson Smiths) est de rechercher des moyens d'améliorer la sélectivité des produits individuels et de commencer à concevoir des moyens d'étendre ce processus.

Smith vient de recevoir une subvention de démarrage ERC pour faire exactement cela :« améliorer notre compréhension des mécanismes de réaction complexes afin de mieux contrôler le CO 2 procédé électrocatalytique».

D'autres travaux du laboratoire se concentrent sur la séparation solaire de l'eau :une solution simple rend la production d'hydrogène par séparation solaire de l'eau plus efficace et moins chère, et pas cher, une photoélectrode efficace et stable pourrait améliorer la division de l'eau avec l'énergie solaire.