Les émissions massives de CO2 de l’utilisation des combustibles fossiles ont provoqué une série de problèmes environnementaux et de changement climatique. Porté par le développement rapide de l’hydrogène vert et du CO2 les technologies de captage, l'hydrogénation du CO2 aux hydrocarbures et aux produits chimiques devient un processus prometteur pour la réduction de l’empreinte carbone et le stockage des énergies renouvelables. La catalyse photothermique permet un CO2 efficace conversion dans des conditions douces.
Une étude menée par le professeur Kang Cheng (Collège de chimie et de génie chimique, Université de Xiamen) et le professeur Ye Wang (Collège de chimie et de génie chimique, Université de Xiamen) a évalué les catalyseurs à l'aide d'un réacteur à quartz à lit fixe haute pression avec un cavité carrée au milieu pour introduire la lumière. L'étude est publiée dans la revue Science China Chemistry .
Une série de catalyseurs photothermiques en alliage NiFe ont été synthétisés en utilisant la méthode de précipitation assistée par l'urée pour le CO2 méthanation, dans laquelle les nanoparticules bimétalliques NiFe avec Al2 O3 car le promoteur structurel et le rapport atomique Ni/Fe de 7 avaient les meilleures performances catalytiques.
Le CO2 le taux de conversion peut atteindre 98 %, le CH4 la sélectivité est de 99% sans chauffage externe. Le catalyseur peut fonctionner de manière stable pendant plus de 100 heures. Par rapport à d'autres catalyseurs, il a été constaté que la petite taille des particules d'alliage (~ 21 nm) et la structure en couches unique du catalyseur NiFeAl pouvaient améliorer l'effet LSPR de l'alliage NiFe.
Par rapport au Ni ou au Fe, les alliages NiFe peuvent favoriser le CO2 méthanisation en synergie. La température à la surface du catalyseur a été détectée comme pouvant atteindre 356 °C sous l'irradiation lumineuse observée par une caméra infrarouge, indiquant que le catalyseur était capable de convertir efficacement l'énergie lumineuse en énergie thermique.
Cet article a non seulement préparé un catalyseur efficace pour le CO2 méthanisation, mais a également fourni l'idée de la conception structurelle d'un catalyseur photothermique.
Plus d'informations : Jiarong Li et al, Méthanation photothermique efficace du CO2 sur des nanoparticules d'alliage NiFe avec effet de résonance plasmonique de surface localisé amélioré, Science China Chemistry (2023). DOI :10.1007/s11426-023-1876-4
Fourni par Science China Press
