L’utilisation directe de l’eau comme source d’atomes et de molécules d’hydrogène est fondamentale pour l’évolution de l’écosystème et de l’industrie. Cependant, l'eau liquide est un donneur d'électrons défavorable à la formation de ces espèces d'hydrogène en raison de son inertie rédox.
Un groupe de recherche dirigé par le professeur Wang Feng et Assoc. Le professeur Jia Xiuquan de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec le groupe du professeur Richard N. Zare de l'Université de Stanford, a réalisé la formation d'hydrogène par électrification de contact au niveau de microgouttelettes huile-eau. interfaces et sa régulation. L'étude est publiée dans le Journal of the American Chemical Society. .
Il a été démontré que les microgouttelettes d'eau possèdent un champ électrique élevé à l'interface des microgouttelettes, suffisant pour ioniser OH - produire spontanément des électrons libres. Un transfert de charge ultérieur peut conduire à diverses réactions d'hydrogénation essentielles.
Dans cette étude, les chercheurs ont découvert une séparation marquée des charges entre des microgouttelettes huile-eau de différentes tailles par atomisation. Par rapport aux microgouttelettes d’eau pure, la séparation des charges des microgouttelettes aqueuses huileuses a été améliorée grâce à l’extraction d’électrons par l’intermédiaire du pétrole des microgouttelettes pulvérisées, favorisant ainsi la génération d’espèces d’hydrogène. Il a été proposé que la formation d'hydrogène se fasse par électrification de contact et neutralisation de charge aux interfaces de microgouttelettes huile-eau.
Ce mécanisme a été vérifié en ajoutant des tensioactifs pour perturber les interfaces eau-huile, ce qui a supprimé à la fois la séparation des charges et l'activité de dégagement d'hydrogène.
De plus, les chercheurs ont découvert que les espèces réductrices d'hydrogène pourraient en outre conduire à une production de CO2 in situ. processus d'hydrogénation exécuté à température normale pour la formation sélective de CO en utilisant de l'eau comme source d'hydrogène.
De grandes quantités de ressources en eau sont soumises à la pollution causée par les marées noires, les rejets d’eaux usées huileuses, etc. La technologie traditionnelle de traitement des eaux usées entraîne toujours d’importantes émissions de carbone. Cette étude a indiqué qu'il est possible de réaliser le recyclage des eaux usées contenant du pétrole en pulvérisant une émulsion huile-eau pour générer du H2. de l'eau, ce qui pourrait transformer le processus de traitement des eaux usées huileuses en une voie viable de séquestration du carbone.
Plus d'informations : Xuke Chen et al, Microgouttelettes d'huile et d'eau pulvérisées comme source d'hydrogène, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI : 10.1021/jacs.4c01455
Informations sur le journal : Journal de l'American Chemical Society
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
