Conversion efficace du CO 2 est stratégiquement important pour atténuer la crise énergétique et atteindre l'objectif de neutralité carbone. Une voie de conversion prometteuse est l'hydrogénation du CO 2 au méthanol en utilisant une source d'« hydrogène vert » à base d'énergie renouvelable.

Les catalyseurs d'oxyde métallique traditionnels pour cette réaction nécessitent généralement une température élevée (> 300 ^o C), qui tend à favoriser des réactions secondaires indésirables de déplacement inverse eau-gaz (RWGS), produisant ainsi une grande quantité de CO comme sous-produit.

L'introduction de composants de métaux de transition sur des oxydes métalliques peut favoriser l'activation de H 2 , réduisant ainsi la température de réaction, mais cela facilite aussi l'hydrogénation excessive du CO 2 à CH 4 , conduisant à une diminution de la sélectivité du méthanol. Amélioration supplémentaire des performances des catalyseurs métal/oxyde métallique conventionnels pour le CO à basse température 2 l'hydrogénation en méthanol est sévèrement limitée par le compromis entre leur activité et leur sélectivité.

Récemment, un groupe dirigé par le professeur Deng Dehui de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec le professeur Wang Ye de l'Université de Xiamen, réalisé pour la première fois l'hydrogénation haute efficacité à basse température du CO 2 au méthanol, avec une longue durée de vie sur le MoS à quelques couches riche en lacunes de soufre 2 , ainsi qu'une activité et une sélectivité remarquablement plus élevées que celles du commercial Cu/ZnO/Al 2 O 3 catalyseur.

Leur travail publié dans Catalyse naturelle , ouvre une nouvelle voie pour la conversion du CO 2 avec une faible consommation d'énergie et un rendement élevé.

Ils ont découvert que le MoS à quelques couches riche en lacunes de soufre 2 pourrait simultanément activer et diss ^o Ciate CO 2 et H 2 à basse température et même à température ambiante, facilitant ainsi l'hydrogénation à basse température du CO 2 au méthanol avec une activité et une sélectivité élevées.

En outre, ils ont constaté que la réaction RWGS et l'hydrogénation excessive du méthanol en CH 4 ont été effectivement supprimés. A 180 ^o C, 94,3% de sélectivité en méthanol pour un CO 2 une conversion de 12,5 % a été obtenue sur le catalyseur; ce résultat était meilleur que celui obtenu avec le Cu/ZnO/Al du commerce 2 O 3 catalyseur et catalyseurs précédemment rapportés.

L'activité et la sélectivité ont été régulièrement maintenues pendant plus de 3000 heures sur le MoS 2 catalyseur, ce qui en fait un candidat prometteur pour des applications industrielles. Les caractérisations in situ combinées à des calculs théoriques ont démontré que les lacunes de soufre dans le plan sur MoS 2 étaient les centres actifs pour catalyser l'hydrogénation hautement sélective du CO 2 au méthanol.

"Ce travail révèle le potentiel des lacunes dans le plan dans les matériaux bidimensionnels pour la catalyse et fournit une nouvelle stratégie pour le développement de nouveaux catalyseurs à utiliser dans le CO 2 hydrogénation", a déclaré le professeur Deng.