Une équipe de co-auteurs de cinq pays différents a découvert un nouveau concept de conception pour les catalyseurs utilisés dans le processus crucial de transformation du méthanol en hydrocarbure (MTH), permettant la production de produits chimiques très demandés à partir de méthanol abondant. /P>

"Une remarquable multiplication par 14 de la durée de vie du catalyseur a été obtenue en utilisant du gallium liquide comme promoteur, dont les effets au niveau moléculaire sur le catalyseur fonctionnel ont été découverts grâce à des études spectroscopiques in situ méticuleuses menées à l'Université Charles", a déclaré l'un des auteurs de l'étude Mariya Shamzhy du Centre des matériaux avancés de l'Université Charles, Faculté des sciences.

Dans le cadre d'une avancée significative dans le domaine du génie chimique, les scientifiques ont dévoilé une nouvelle approche pour améliorer l'efficacité et la durabilité du processus MTH, une méthode clé pour convertir le méthanol en produits chimiques et carburants de valeur. Cette recherche démontre l'utilisation de métaux à bas point de fusion, comme le gallium (Ga), pour améliorer considérablement les performances et la durée de vie des catalyseurs impliqués dans le procédé MTH. La recherche est publiée dans la revue Nature Communications .

Traditionnellement, le procédé MTH reposait sur des catalyseurs zéolitiques. Bien qu'efficaces, ces catalyseurs souffrent d'une désactivation rapide provoquée par le dépôt de coke, nécessitant des traitements de régénération fréquents et coûteux. L'approche innovante introduite par l'équipe de recherche exploite les propriétés uniques du gallium pour ralentir le dépôt de coke et améliorer la désorption des espèces carbonées des catalyseurs zéolitiques. Cela prolonge non seulement la durée de vie opérationnelle des catalyseurs, mais augmente également l'efficacité et la durabilité globales du processus.

L'une des principales conclusions de la recherche est que le mélange physique de la zéolite ZSM-5 avec du gallium liquide a abouti à un catalyseur qui a démontré une durée de vie améliorée dans la réaction MTH, augmentant d'un facteur jusqu'à environ 14 fois par rapport aux catalyseurs traditionnels à base de zéolite ZSM-5. . Cette amélioration remarquable ouvre la porte à des processus de fabrication chimique plus rentables et plus respectueux de l'environnement.

Les implications de cette recherche sont profondes, offrant une voie alternative à la conception et à la préparation de catalyseurs zéolitiques résistants à la désactivation. En réduisant le besoin de traitements de régénération réguliers, cette méthode réduit non seulement les coûts de production, mais diminue également l'empreinte environnementale associée à la fabrication de produits chimiques.

Cette avancée représente une étape cruciale dans la recherche de méthodes de production chimique plus durables et plus efficaces. Il souligne le potentiel de l'intégration de nouveaux matériaux et de techniques innovantes pour surmonter les défis de longue date de l'industrie.

Les résultats de l'équipe de recherche offrent une voie prometteuse pour le développement de catalyseurs de nouvelle génération qui joueront un rôle crucial dans la fabrication durable de produits chimiques précieux à partir du méthanol.

"Le nouveau concept d'utilisation de métaux liquides comme promoteurs de catalyseurs zéolitiques introduit des possibilités passionnantes pour le développement de systèmes catalytiques plus efficaces et plus robustes pour une large gamme de processus industriels", a conclu l'un des auteurs correspondants, Vitaly V. Ordomsky de l'Université de Lille, Unité de Catalyse et Chimie du Solide.

Plus d'informations : Yong Zhou et al, Métaux liquides pour augmenter la stabilité des catalyseurs zéolitiques dans la conversion du méthanol en hydrocarbures, Nature Communications (2024). DOI :10.1038/s41467-024-46232-9

Informations sur le journal : Communications naturelles

Fourni par l'Université Charles