Le chercheur de l'Université Tufts, Charles Sykes, a démontré pour la première fois qu'un seul atome de métal peut agir comme catalyseur dans la conversion du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, une réaction chimique qui est couramment utilisée dans les convertisseurs catalytiques pour éliminer les gaz nocifs des gaz d'échappement des voitures. Crédit :Université Tufts
Des chercheurs de la Washington State University et de la Tufts University ont démontré pour la première fois qu'un seul atome de métal peut agir comme catalyseur pour convertir le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, une réaction chimique qui est couramment utilisée dans les convertisseurs catalytiques pour éliminer les gaz nocifs des gaz d'échappement des voitures.
La recherche, publié aujourd'hui dans la revue Catalyse naturelle , pourrait améliorer la conception des convertisseurs catalytiques et a également des implications majeures dans le domaine de la catalyse informatique.
Surmonter les basses températures du moteur
Comme les moteurs sont devenus plus efficaces, leur température de combustion est devenue plus basse, rendant plus difficile le fonctionnement et la création des convertisseurs catalytiques, paradoxalement, émissions plus nocives. Les constructeurs automobiles ont eu du mal à respecter des normes d'émissions strictes visant à protéger la santé humaine. Volkswagen a même été reconnu coupable d'avoir développé un logiciel de contournement pour tricher sur les tests d'émissions.
En étudiant les catalyseurs à basse température, les chercheurs, dirigé par Jean-Sabin McEwen, professeur assistant à la Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering de la WSU, et Charles Sykes, professeur de chimie à l'Université Tufts, s'est intéressé aux atomes de métal uniques et à leur capacité à agir comme catalyseurs à des températures plus basses.
"La plupart des produits chimiques nocifs dans votre échappement tels que le monoxyde de carbone et l'oxyde d'azote sont émis lors du démarrage du moteur, " dit McEwen. " Plus la température est basse, plus il est difficile de neutraliser ces produits chimiques nocifs."
Monoxyde de carbone en dioxyde de carbone
Dans leur papier, les chercheurs ont démontré que la réaction peut fonctionner avec des atomes de platine uniques sur un support d'oxyde de cuivre proche de la température ambiante. L'unique atome de platine maintient le monoxyde de carbone en place tandis que l'oxyde de cuivre fournit l'oxygène pour le convertir en dioxyde de carbone.
"Il s'agit d'une étude de référence qui peut guider la conception de la prochaine génération de convertisseurs catalytiques à basse température, " dit Sykes.
Jean-Sabin McEwen, chercheur à l'Université de l'État de Washington, a démontré pour la première fois qu'un seul atome de métal peut agir comme catalyseur dans la conversion du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, une réaction chimique qui est couramment utilisée dans les convertisseurs catalytiques pour éliminer les gaz nocifs des gaz d'échappement des voitures. Crédit : Université d'État de Washington
Étant donné que les convertisseurs catalytiques utilisent des métaux rares et coûteux comme le platine, réduire l'utilisation de ces éléments jusqu'au niveau de l'atome unique pourrait également réduire les coûts, il ajouta.
Leur recherche répond également de manière concluante à un débat de longue date dans le monde scientifique sur la question de savoir si un seul atome de métal pourrait agir comme catalyseur pour l'oxydation du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone à basse température ou si une telle réaction nécessite un groupe d'atomes.
