Notre dépendance aux combustibles fossiles comme source d'énergie primaire a poussé la pollution de l'air à un niveau record, entraînant plusieurs problèmes environnementaux et sanitaires. Parmi les principaux polluants, oxyde d'azote (NO X ) l'accumulation peut provoquer de graves maladies respiratoires et un déséquilibre dans le cycle de l'azote de la Terre. Réduction NON X l'accumulation est, donc, une question de la plus haute importance.

Récemment, la conversion de NON X en produits azotés inoffensifs voire utiles est apparue comme une stratégie prometteuse. La réduction du NO est particulièrement intéressante pour les scientifiques. X à l'hydroxylamine (NH 2 OH), qui peut être utilisé comme source d'énergie renouvelable.

L'étape 'make-or-break' qui détermine la formation d'hydroxylamine est la réduction électrochimique catalytique de l'oxyde nitrique (NO), qui peut donner soit de l'hydroxylamine soit du protoxyde d'azote (N 2 O), en fonction du pH de l'électrolyte et du potentiel de l'électrode. Des études montrent que pour que la formation d'hydroxylamine domine sur N 2 formation, des électrolytes très acides avec un pH inférieur à 0 sont nécessaires. Cependant, un environnement aussi fortement acide dégrade rapidement le catalyseur, limiter la réaction. "Le développement d'un nouveau catalyseur à haute activité, sélectivité, et la stabilité est le prochain défi, ", explique le professeur Chang Hyuck Choi du Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) en Corée où il travaille sur la catalyse des réactions électrochimiques.

Dans une étude récente publiée dans Communication Nature , Le professeur Choi et ses collègues de Corée et de France ont étudié la réduction du NO en présence d'un nouveau catalyseur au carbone dopé au fer-azote (Fe-N-C) composé de FeN isolé X C oui fragments liés à un substrat carboné. Le catalyseur a été choisi pour sa haute sélectivité pour le NH 2 voie OH ainsi que sa résistance aux conditions extrêmement acides.

L'équipe a joué in operando (c'est-à-dire, pendant la réaction) spectroscopie et analyse électrochimique du catalyseur pour déterminer son site catalytique et la dépendance au pH de NH 2 OH fabrication.

Ils ont identifié le site actif du catalyseur comme les fragments ferreux liés au substrat carboné où le taux de NH 2 La formation d'OH a montré une augmentation particulière avec la diminution du pH. L'équipe a attribué cette particularité à un état d'oxydation incertain du NO. Finalement, ils ont obtenu un NH efficace (71%) 2 Production d'OH dans un prototype de NO-H 2 pile à combustible, établir l'utilité pratique du catalyseur. De plus, ils ont constaté que le catalyseur présentait une stabilité à long terme, ne montrant aucun signe de désactivation même après avoir fonctionné pendant plus de 50 heures !

L'approche réduit non seulement les polluants atmosphériques nocifs, mais fournit également un sous-produit utile qui peut être utilisé pour inaugurer une société d'énergie renouvelable. "Outre les applications de l'hydroxylamine dans l'industrie du nylon, il peut également être utilisé comme vecteur alternatif d'hydrogène. Ainsi, le nouveau catalyseur aidera non seulement à réduire la quantité de NO X polluants dans notre atmosphère mais aussi nous conduire vers un avenir énergétique renouvelable, " explique le Pr Choi.

Nous pouvons respirer facilement en sachant que les conclusions de l'équipe nous rapprochent de quelques pas vers une société d'énergie renouvelable sans pollution.