SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/ WEEK 38 P1

 

 Voilà une traduction  qui va faire plaisir aux partisans d’un président qui pense que faire retomber le pourcentage de co2 dans l’air    sera facile dans un futur industriel américain  proche !!!!

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« Une équipe de recherche de Caltech et de la UCLA Samueli School of Engineering a démontré un moyen prometteur de convertir efficacement le dioxyde de carbone en éthylène, un produit chimique important utilisé pour produire des plastiques, des solvants, des cosmétiques et d'autres produits importants dans le monde.

 

 

Les scientifiques ont mis en œuvre   des fils de cuivre à l'échelle nanométrique avec des surfaces de forme spéciale pour catalyser une réaction chimique qui réduit les émissions de gaz à effet de serre tout en générant simultanément de l'éthylène, produit chimique précieux. Des études informatiques de la réaction montrent que le catalyseur  adéquatement  mis en forme favorise la production d'éthylène par rapport à l'hydrogène ou  ke méthane. Une étude détaillant l'avancée a été publiée dans Nature Catalysis.

 

"Nous sommes au bord de l'épuisement des combustibles fossiles, couplé aux défis du changement climatique mondial", a déclaré Yu Huang, co-auteur de l'étude et professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'UCLA. << La mise au point de matériaux capables de transformer efficacement les gaz à effet de serre en combustibles à valeur ajoutée et en matières premières chimiques est une étape cruciale pour atténuer le réchauffement climatique tout en se détournant de l'extraction de combustibles fossiles de plus en plus limités. Cette expérience intégrée et cette analyse théorique offrent une voie durable vers la valorisation du dioxyde de carbone utilisation."

 

Actuellement, l'éthylène est a un niveau de production annuelle mondiale de 158 millions de tonnes. Une grande partie de cela est transformée en polyéthylène, qui est utilisé dans les emballages en plastique. L'éthylène est traité à partir d'hydrocarbures, comme le gaz naturel.

 

"L'idée d'utiliser le cuivre pour catalyser cette réaction existe depuis longtemps, mais la clé est d'accélérer le rythme afin qu'il soit suffisamment rapide pour la production industrielle", a déclaré William A. Goddard III, co-auteur de l'étude et Charles et Mary Ferkel de Caltech, professeur de chimie, de science des matériaux et de physique appliquée. "Cette étude montre une voie solide , avec le potentiel de transformer la production d'éthylène ensuite en une industrie plus verte en utilisant du CO2 qui se retrouverait autrement dans l'atmosphère."

 

L'utilisation du cuivre pour démarrer la réduction du dioxyde de carbone (CO2) en réaction d'éthylène (C2H4) a subi deux coups contre lui. Premièrement, la réaction chimique initiale a également produit de l'hydrogène et du méthane, tous deux indésirables dans  une  production industrielle. Deuxièmement, les tentatives précédentes qui ont abouti à la production d'éthylène n'ont pas duré longtemps, l'efficacité de conversion diminuant alors que le système continuait de fonctionner.

 

Pour surmonter ces deux obstacles, les chercheurs se sont concentrés sur la conception des nanofils de cuivre avec des «marches» très actives - semblables à un escalier disposé à l'échelle atomique. Une découverte intéressante de cette étude collaborative est que ce modèle d'étape à travers les surfaces des nanofils est resté stable dans les conditions de réaction, contrairement à la croyance générale selon laquelle ces caractéristiques à haute énergie se lisseraient. C'est la clé de la durabilité et de la sélectivité du système dans la production d'éthylène, au lieu d'autres produits finaux.

 

L'équipe a démontré un taux de conversion du dioxyde de carbone en éthylène supérieur à 70%, beaucoup plus efficace que les modèles précédents, qui donnaient au moins 10% de moins dans les mêmes conditions. Le nouveau système a fonctionné pendant 200 heures, avec peu  d’évolution  dans l'efficacité de conversion, une avancée majeure pour les catalyseurs à base de cuivre. En outre, la compréhension globale de la relation structure-fonction a illustré une nouvelle perspective pour concevoir un catalyseur de réduction de CO2 hautement actif et durable en action.

 

Huang et Goddard collaborent fréquemment depuis de nombreuses années, le groupe de recherche de Goddard se concentrant sur les raisons théoriques qui sous-tendent les réactions chimiques, tandis que le groupe de Huang a créé de nouveaux matériaux et mené des expériences. L'auteur principal de l'article est Chungseok Choi, un étudiant diplômé en science et ingénierie des matériaux à l'UCLA Samueli et membre du laboratoire de Huang.

 

Explorer plus loin

 

Réduction électrochimique du dioxyde de carbone en éthanol

Plus d'informations: Chungseok Choi et al, Surface de Cu étagée hautement active et stable pour une réduction électrochimique améliorée du CO2 en C2H4, Nature Catalysis (2020). DOI: 10.1038 / s41929-020-00504-x

Informations sur le journal: Nature Catalysis

Fourni par l'Université de Californie, Los Angeles

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Mon commentaire

 Avant ma thèse j’ai été l élevé de MARCEL PRETTRE  qui fut le directeur de l’institut  de catalyse : Lyon Villeurbanne   et il me reste assez de souvenirs pour  imaginer tout ce qu’ une solution   à base de cuivre nanométrique  peut entrainer  en profit industriel et écologiste ……  BREVETS ETC

 

J’attends toutefois que  Chungseok Choi, l’étudiant diplômé en science  sorte de ses manips de labo  et rentre dans l’échelle   du développement du procédé face a des sources  d’émission de co2 importantes  puis calcule  sérieusement  le prix de revient  , nanofils cuiovre inclus bien entendu !!!!!