Une percée dans les transformations moléculaires durables a été réalisée par des chercheurs de l’Université d’Helsinki. Dirigée par le professeur Pedro Camargo, l'équipe a développé un moyen important d'exploiter la puissance de la lumière visible pour piloter les processus chimiques avec une plus grande efficacité, offrant ainsi une alternative plus écologique aux méthodes traditionnelles.
Leurs conclusions, publiées dans la revue ACS Applied Materials and Interfaces , pourrait révolutionner la façon dont nous produisons des produits chimiques et des carburants essentiels.
La photocatalyse plasmonique traditionnelle a longtemps été entravée par les problèmes de coût élevé et d'évolutivité associés à des matériaux comme l'argent (Ag) et l'or (Au). Cependant, le professeur Pedro Camargo et son équipe ont surmonté ces obstacles en se concentrant sur des matériaux facilement disponibles sur Terre en quantités importantes.
Ces matériaux sont importants car ils peuvent être utilisés dans diverses applications sans se soucier de leur rareté ou de leur épuisement. Plus précisément, l'équipe s'est concentrée sur Hx MoO3 comme photocatalyseur plasmonique, combiné au palladium (Pd), un catalyseur important largement utilisé dans diverses industries. Leur approche implique une technique de synthèse mécanochimique sans solvant, offrant à la fois rentabilité et durabilité environnementale.
Les chercheurs se sont penchés sur l’interaction complexe des excitations optiques et ont découvert qu’en projetant des longueurs d’onde spécifiques de lumière visible sur leur catalyseur, ils pouvaient améliorer considérablement ses performances. Plus remarquable encore, l’utilisation simultanée de deux longueurs d’onde de lumière a entraîné une augmentation de 110 % de l’efficacité de la réaction. Cette efficacité accrue est attribuée à la génération optimisée d'électrons énergétiques sur les sites catalytiques, une étape cruciale dans la catalyse durable.
Ils ont identifié les effets synergiques de Hx MoO3 excitation de bande interdite, transitions interbandes Pd et Hx MoO3 excitation par résonance plasmonique de surface localisée (LSPR), conduisant à des améliorations remarquables des performances catalytiques.
"Nos travaux constituent une avancée majeure pour rendre les processus chimiques plus durables", déclare le professeur Camargo. "En utilisant la lumière comme source d'énergie, nous pourrions potentiellement révolutionner la façon dont les produits chimiques vitaux sont produits, réduisant ainsi le besoin de combustibles fossiles et les conditions difficiles des processus industriels actuels."
Cette recherche présente un immense potentiel pour des applications allant de la production de carburants plus propres à la fabrication de matériaux essentiels ayant moins d'impact sur l'environnement.
Les implications de cette recherche s'étendent bien au-delà du laboratoire, offrant l'espoir d'un avenir plus vert et plus durable alors que la société s'efforce de lutter contre le changement climatique et de passer à des sources d'énergie renouvelables.
Plus d'informations : Leticia S. Bezerra et al, Triple jeu des excitations de bande interdite, interbande et plasmonique pour une activité catalytique améliorée dans les nanoparticules Pd/HxMoO3 dans la région visible, Matériaux et interfaces appliqués ACS (2024). DOI :10.1021/acsami.3c17101
Informations sur le journal : Matériaux et interfaces appliqués ACS
Fourni par l'Université d'Helsinki
