Une percée dans la recherche sur la catalyse par des universitaires des universités de St Andrews et de Newcastle pourrait conduire au développement d'une technologie de moteur diesel propre et aider à lutter contre la pollution de l'air.

La catalyse est un processus important qui sous-tend l'industrie chimique, nous permettant de produire efficacement les produits chimiques dont nous avons besoin. Cela nous permet également de nettoyer la pollution que nous émettrions autrement dans l'atmosphère. Les catalyseurs sont typiquement des nanoparticules métalliques, souvent des métaux du groupe du platine qui sont finement déposés sur un substrat. L'activité et la durabilité du catalyseur dépendent de manière critique de l'interaction des particules avec le substrat.

Ces dernières années, l'équipe de l'Université de St Andrews a exploré des nanoparticules métalliques préparées par exsolution à la surface d'oxydes de pérovskite et a montré que ces structures permettaient de nouvelles dimensions dans les technologies de catalyse et de conversion et de stockage d'énergie grâce à leur emboîtement, structure bien ancrée.

Maintenant, travaillant en étroite collaboration avec des chercheurs de l'Université de Newcastle, ils ont démontré que contrairement à la croyance générale, les particules exsolvées ne se redissolvent pas dans la pérovskite sous-jacente lors de l'oxydation. Au lieu, ils peuvent rester épinglés à leurs emplacements initiaux, et peuvent ensuite subir d'autres transformations chimiques pour modifier leur composition, structure et fonctionnalité de façon spectaculaire, tout en préservant leur disposition spatiale initiale. C'est ce qu'on appelle la « chimie à un point ».

L'utilité remarquable des structures préparées via ce concept a été démontrée en relation avec la dépollution des gaz d'échappement des émissions diesel, oxydant simultanément le CO et le NO pendant des centaines d'heures de fonctionnement. Le concept représente un changement radical dans la conception de catalyseurs métalliques abondants en terre rivalisant avec le platine pour des réactions d'une importance pratique clé, en poids, et aussi à des températures pertinentes pour les émissions de gaz d'échappement.

Les résultats sont publiés aujourd'hui (30 novembre 2017) dans la revue scientifique Communication Nature .

Académique principal, Le professeur John Irvine de la School of Chemistry de St Andrews, a déclaré : « Ce concept de « chimie à un point » permet la conception de particules d'oxyde confinées à composition diversifiée avec une stabilité supérieure et une réactivité catalytique largement applicables dans les processus d'énergie propre et l'assainissement de l'environnement.

« En 2015, le gouvernement a estimé que l'exposition aux émissions de NOx et de particules des moteurs diesel conduisait à environ 52, 000 décès supplémentaires au Royaume-Uni; les résultats de la recherche ont des implications de grande envergure pour l'avenir du diesel propre et de la pollution atmosphérique."