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La conversion des gaz à effet de serre en carburant

Des chercheurs financés par l'UE ont étudié la conversion des gaz à effet de serre par électrocatalyse en carburants ou en réserves chimiques, contribuant ainsi à la protection de l'environnement.
La conversion des gaz à effet de serre en carburant
Les réactions électrochimiques impliquant des espèces contenant de l'azote (N) ou du carbone (C) jouent un rôle majeur dans la conversion, le stockage et l'utilisation de l'énergie. Elles comprennent la transformation de l'énergie électrique en énergie chimique en favorisant ou en inhibant les liaisons chimiques, la conversion des molécules de gaz à effet de serre et l'élimination de composés toxiques dans les effluents.

L'objectif du projet GHGELCAT (Electrocatalysis of greenhouse gases to fuels or chemical feedstocks on well-characterized materials), financé par l'UE, visait à favoriser la compréhension fondamentale des processus sous-jacents lors de la conversion électrochimique au sein des cycles de N et C.

Les chercheurs ont passé en revue les mécanismes à l'origine de la réduction des gaz tels que le dioxyde de carbone et les oxydes d'azote dans l'atmosphère, des phénomènes très complexes et encore méconnus. Cela est dû au fait que la plupart des recherches dans ce domaine n'ont pas été menées sur des surfaces bien caractérisées.

GHGELCAT a donc utilisé des surfaces modélisées pour obtenir les données nécessaires aux étapes de liaison C-C et N-N les plus importantes afin de comprendre les réactions dans les gaz à effet de serre. Pour ce faire, des capteurs au platine ont été utilisés pour oxyder l'ammoniac et réduire le nitrite en N.

Les mécanismes propres à l'oxydation de l'ammoniac sur le capteur Pt(100) ont nécessité une déprotonation avant le transfert d'électrons et la combinaison N-N. Cette fonction n'est pas assurée par les mécanismes existants. La réduction de l'oxyde nitrique a généré le même produit final (ammoniac) sur les sondes Pt(111) et Pt (100), mais par le biais de deux mécanismes distincts.

Les résultats ont indiqué que la sélectivité et le mécanisme propre aux réactions électrochimiques impliquant des espèces contenant N ou C pouvaient fortement dépendre de la structure superficielle. Dès lors, les mécanismes de réaction obtenus pour une certaine surface et une certaine couverture ne peuvent pas être directement extrapolés pour des électrodes différentes sur le plan structurel. Cette découverte a de nombreuses implications pour l'électrocatalyse.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Gaz à effet de serre, électrocatalyse, réserves chimiques, GHGELCAT, structure superficielle