2 conversion et offre des informations sur l'énergie verte.
Dans une étude publiée dans Catalyse ACS , des chercheurs de l'Université de Tsukuba décrivent des catalyseurs poreux à base d'étain (Sn) recouverts de polyéthylène glycol (PEG) et montrent comment ce polymère facilite le CO 2 transformation en un carburant utile à base de carbone.
Divers polymères peuvent capturer le CO 2 molécules, et les catalyseurs Sn sont connus pour réduire le CO 2 à d'autres molécules, comme le formiate (HCOO-), qui peuvent être réutilisés pour alimenter des piles à combustible.
« Nous étions intéressés à combiner ces capacités en un seul système catalytique qui pourrait éliminer le CO 2 de son environnement et le recycler en formate, " dit le chef du groupe de recherche, Professeur Yoshikazu Ito. "Toutefois, il est difficile d'obtenir uniquement le produit souhaité, formater, à haute cadence de production et à haut rendement, nous avons donc dû affiner la conception du catalyseur. » Le taux de production de formate de Sn revêtu de PEG était 24 fois supérieur à celui d'une électrode à plaque de Sn conventionnelle, et aucun sous-produit n'a été détecté (> 99 % de rendement en formiate). Pour comprendre ce CO amélioré 2 -réaction de réduction, les chercheurs ont fabriqué un catalyseur Sn recouvert d'un autre CO 2 -polymère de capture (polyéthylèneimine; PEI) dont la structure interagit différemment avec le CO entrant 2 . Le Sn revêtu de PEG a toujours surpassé le Sn revêtu de PEI, et compte tenu des caractéristiques chimiques de ces polymères, les auteurs ont proposé que l'Île-du-Prince-Édouard détienne le CO 2 molécules trop serrées, tandis que le PEG a atteint un équilibre clé en capturant puis en libérant du CO 2 au noyau catalytique de Sn.
"La modélisation de cette réaction à l'aide de calculs théoriques a confirmé la faveur du PEG faisant la navette CO 2 au centre Sn et expliqué la production accélérée de formiate, " explique le doctorant, Samuel Jeong. "Toutefois, nous voulions clarifier davantage le PEG-CO 2 interactions."
Des calculs plus détaillés ont révélé que bien que l'absence de polymère limite le CO du catalyseur Sn 2 -Capacité de capture, une couche trop dense de PEG inhibe le CO 2 transfert sur la surface métallique, diminuant ainsi la production de formiate. Par conséquent, une couche complète mais relativement clairsemée de PEG est optimale pour canaliser le CO 2 à Sn, tout en maintenant un CO 2 -environnement riche et empêchant la libération de sous-produits.
Le mantra "réduire, réutilisation, recycler" ne se réfère plus seulement aux plastiques à usage unique. La technique simple de revêtement de catalyseur signalée par Ito et ses collègues peut être utilisée pour développer des systèmes qui recyclent efficacement le CO 2 en composés utiles, comme le formiate, qui peuvent alimenter des appareils à pile à combustible qui fournissent de l'électricité verte.
