Une équipe de recherche de l'Université technique de Munich (TUM) dirigée par le chimiste Johannes Lercher a mis au point un procédé de synthèse qui augmente considérablement l'activité des catalyseurs pour la désulfuration du pétrole brut. Le nouveau procédé pourrait peut-être aussi être utilisé pour les catalyseurs des piles à combustible.

Le pétrole brut contient beaucoup de soufre. Pour transformer le pétrole brut en carburant, les composés soufrés doivent être éliminés à l'aide d'hydrogène. Les experts appellent ce processus l'hydrotraitement. Le procédé est réalisé à l'aide de catalyseurs.

Sous la direction du Prof. Johannes Lercher et du Dr. Hui Shi, une équipe de chercheurs de la chaire de technologie chimique de l'Université technique de Munich a maintenant développé un procédé pour augmenter l'activité de ces catalyseurs plusieurs fois en traitant au préalable les sulfures métalliques catalytiquement actifs avec de l'acide chlorhydrique concentré.

Important pour l'environnement

L'hydrotraitement est l'un des procédés catalytiques les plus importants, tant en ce qui concerne la quantité de catalyseur utilisée que la quantité de matière première traitée. Avec de l'hydrogène sous haute pression, les impuretés telles que les composés soufrés ou azotés sont éliminées du pétrole brut aussi complètement que possible.

"Ces types d'impuretés brûleraient plus tard pour former du dioxyde de soufre et des oxydes d'azote, ce qui entraînerait des effets négatifs sur l'environnement en particulier la qualité de l'air, " dit Manuel Wagenhofer, premier auteur de l'étude. En outre, les composés de soufre et d'azote endommageraient également les métaux précieux dans les convertisseurs catalytiques des véhicules modernes, et réduire considérablement leur efficacité.

Un effet étonnant de l'acide chlorhydrique

Les chimistes de TUM ont examiné ces catalyseurs de sulfure de métaux mixtes pour leur efficacité dans l'hydrotraitement en synthétisant d'abord des sulfures de nickel et de molybdène sur plusieurs étapes de processus, puis les traiter avec de l'acide.

« C'était incroyable de voir à quel point l'ajout d'acide chlorhydrique concentré augmentait les performances catalytiques, " dit Wagenhofer. " L'acide chlorhydrique améliore l'accessibilité des centres actifs dans les catalyseurs en éliminant les composants moins actifs, principalement des sulfures de nickel. Plus pur, et donc plus actif, des sulfures de métaux mixtes se forment."

De grands avantages pour la recherche fondamentale

Les résultats des chimistes du TUM sont également très importants pour la recherche fondamentale. Les sulfures métalliques mixtes purifiés sont également plus faciles à examiner, scientifiquement.

"Par exemple, nous avons pu identifier et quantifier des centres actifs sur les catalyseurs ainsi traités, " explique Lercher. " Cela n'a été possible que parce que la surface n'était plus recouverte de sulfure de nickel. "

En principe, le traitement acide pourrait apparemment être utilisé comme instrument d'investigation pour une série de catalyseurs similaires, pour les optimiser, par exemple, pour une utilisation avec des huiles issues de matières premières renouvelables qui doivent être transformées à l'avenir en carburants respectueux du climat via un processus de raffinage.

« Si nous comprenons mieux les catalyseurs de sulfure de métaux mixtes, nous pouvons peut-être les améliorer considérablement pour les utiliser dans d'autres domaines importants du futur, comme l'électrolyse de l'eau ou les piles à combustible à hydrogène, " dit Johannes Lercher.