Chercheurs de l'école d'ingénieurs UCLA Samueli, Rice University et UC Santa Barbara ont développé un moyen plus simple et plus écologique de créer des gaz de synthèse.

Une étude détaillant leur travail est publiée aujourd'hui dans Énergie naturelle .

Le gaz de synthèse (le terme est l'abréviation de « gaz de synthèse ») est un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène gazeux. Il est utilisé pour fabriquer de l'ammoniac, méthanol, d'autres produits chimiques et combustibles industriels. Le processus le plus courant pour créer du gaz de synthèse est la gazéification du charbon, qui utilise de la vapeur et de l'oxygène (de l'air) à haute température, un processus qui produit de grandes quantités de dioxyde de carbone.

Une façon plus écologique de créer du gaz de synthèse, appelé reformage à sec du méthane, consiste à faire réagir deux puissants gaz à effet de serre :le méthane (par exemple, du gaz naturel) et du dioxyde de carbone. Mais ce procédé n'est pas largement utilisé à l'échelle industrielle, en partie parce qu'il nécessite des températures d'au moins 1, 300 degrés Fahrenheit (700 degrés Celsius) pour initier la réaction chimique.

Durant la dernière décennie, les chercheurs ont essayé d'améliorer le processus de création de gaz de synthèse à l'aide de divers alliages métalliques qui pourraient catalyser la réaction chimique requise à des températures plus basses. Mais les tests étaient soit inefficaces, soit ont conduit à recouvrir les catalyseurs métalliques de coke, un résidu composé principalement de carbone qui s'accumule au cours du processus.

Dans la nouvelle recherche, les ingénieurs ont trouvé un catalyseur plus approprié :du cuivre avec quelques atomes du métal précieux ruthénium exposés à la lumière visible. En forme de minuscule bosse d'environ 5 nanomètres de diamètre (un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre) et reposant sur un support en oxyde métallique, le nouveau catalyseur permet une réaction chimique qui produit sélectivement du gaz de synthèse à partir des deux gaz à effet de serre en utilisant la lumière visible pour conduire la réaction, sans nécessiter d'apport d'énergie thermique supplémentaire.

En outre, en principe, le processus ne nécessite que la lumière du soleil concentrée, ce qui empêche également l'accumulation de coke qui empoisonnait les méthodes antérieures.

"Le gaz de synthèse est utilisé de manière omniprésente dans l'industrie chimique pour créer de nombreux produits chimiques et matériaux qui permettent notre vie quotidienne, " dit Emily Carter, un professeur distingué de l'UCLA en génie chimique et biomoléculaire, et un auteur correspondant de l'article. « Ce qui est intéressant avec ce nouveau processus, c'est qu'il offre la possibilité de réagir aux gaz à effet de serre capturés, réduisant ainsi les émissions de carbone dans l'atmosphère, tout en créant cette matière première chimique critique à l'aide d'un catalyseur peu coûteux et d'une énergie renouvelable sous forme de lumière solaire au lieu d'utiliser des combustibles fossiles. "