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    Le revêtement polymère accélère la production de carburant

    Des chercheurs de l'Université de Tsukuba et de l'Université d'Osaka découvrent qu'un revêtement polymère peut efficacement transporter des molécules de CO2 vers un catalyseur métallique, accélérant ainsi sa formation de produit et offrant des stratégies potentielles de recyclage des gaz à effet de serre. Crédit :Université de Tsukuba

    Il est bien établi que l'accumulation de gaz à effet de serre, comme le dioxyde de carbone (CO 2 ), dans l'atmosphère contribue au changement climatique. Par conséquent, CO 2 la capture et le recyclage sont essentiels pour atténuer les effets néfastes sur l'environnement et faire face à la crise climatique. Récemment, des chercheurs japonais ont conçu un catalyseur métallique recouvert de polymère qui accélère le CO 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.


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