L'objectif de lutter contre le réchauffement climatique en transformant le dioxyde de carbone en carburant pourrait être un pas de plus avec des chercheurs utilisant un superordinateur pour identifier un groupe de catalyseurs « à un seul atome » qui pourraient jouer un rôle clé.

Des chercheurs du Centre de science des matériaux de QUT, dirigé par le professeur agrégé Liangzhi Kou, faisaient partie d'une étude internationale qui a utilisé la modélisation théorique pour identifier six métaux (nickel, niobium, palladium, rhénium, rhodié, zirconium) qui se sont avérés efficaces dans une réaction qui peut convertir le dioxyde de carbone en sources d'énergie durables et propres.

L'étude publiée dans Communication Nature les chercheurs du QUT impliqués, le professeur Aijun Du, Le professeur Yuantong Gu et le Dr Lin Ju.

Le professeur Kou a déclaré que la recherche avait été menée en modélisant les expériences à l'aide de la National Computational Infrastructure de l'Australian National University, en regardant comment des atomes isolés des métaux réagiraient avec des morceaux bidimensionnels de matériaux "ferroélectriques".

Les matériaux ferroélectriques ont une charge positive sur une face, et charge négative sur un autre, et cette polarisation peut être inversée lorsqu'une tension est appliquée.

Dans la modélisation théorique, les chercheurs ont découvert que l'ajout de l'atome de métal catalyseur au matériau ferroélectrique entraînait la conversion du gaz à effet de serre en un carburant chimique souhaité.

Une fois la polarité inversée, l'état sera préservé pour agir comme un catalyseur dans la conversion du dioxyde de carbone.

Le professeur Kou a déclaré que si des catalyseurs à un seul atome à utiliser pour réduire le dioxyde de carbone ont été proposés il y a une décennie, cette recherche fait considérablement progresser le domaine.

"Nous avons conçu un catalyseur chimique spécial, il peut convertir le gaz à effet de serre CO 2 dans les combustibles chimiques souhaités. L'efficacité de conversion peut être contrôlée en utilisant une approche réalisable, " dit le professeur Kou.

"Cela signifie que nous avons pour la première fois développé les capacités d'accélérer ou de ralentir, même éteindre la réaction chimique.

"Le dioxyde de carbone est la principale cause du réchauffement climatique dû à l'effet de serre, le convertir en combustibles chimiques n'est pas seulement important pour nos environnements, mais aussi utile pour résoudre la crise énergétique."

Dr Ju, premier auteur de l'étude, a déclaré que les travaux de recherche ont fourni une orientation pour la conception de nouveaux catalyseurs qui pourraient produire des impacts significatifs pour l'industrie chimique.

Le professeur Kou a déclaré que l'objectif à long terme dans ce domaine de recherche était de trouver des moyens de transformer le dioxyde de carbone en sources d'énergie propre.

Le professeur Kou a déclaré que les résultats de cette étude pourraient éventuellement conduire à un moyen d'ajouter un revêtement aux moteurs ou aux systèmes industriels qui convertirait le dioxyde de carbone au lieu de libérer plus de gaz dans l'atmosphère.

Les chercheurs du QUT sont issus de l'Ecole de Mécanique, Génie médical et des procédés, et École de chimie et de physique.