Étant le gaz à effet de serre émis le in addition abondant et le plus persistant, le dioxyde de carbone (CO2) est le principal moteur du changement climatique. Pour résoudre les problèmes urgents associés au changement climatique et à l’épuisement des combustibles fossiles, les scientifiques recherchent des options viables qui peuvent minimiser la quantité de CO2 rejetée dans l’atmosphère. Une answer attrayante à ce problème consiste à convertir le CO2 atmosphérique en composés plus utiles. À cette fin, le méthanol – une matière première, un additif pour carburant et un vecteur énergétique, est largement exploré comme une option de conversion prometteuse pour le CO2.
Maintenant, alors que divers catalyseurs sont actuellement utilisés pour les réactions de conversion du CO2, la plupart d’entre eux ont été conçus et étudiés pour une utilisation dans des conditions de température et de pression élevées. Il s’agit d’une limitation sérieuse pour plusieurs raisons. Premièrement, le maintien de telles problems nécessite de l’énergie et des systèmes de confinement coûteux. Deuxièmement, la réaction d’hydrogénation du CO2 est exothermique et se déroule donc moreover favorablement à des températures plus basses. Troisièmement, des températures élevées peuvent parfois compromettre la stabilité des catalyseurs, ce qui réduit leur durée de vie. Enfin, le rendement de conversion des catalyseurs hétérogènes existants est extrêmement faible pour catalyser de telles réactions de conversion.
Dans ce contexte, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Hideo Hosono de l’Institut de technologie de Tokyo, au Japon, a entrepris de développer un meilleur catalyseur pour l’hydrogénation du CO2. Dans leur étude publiée dans le Journal of the American Chemical Culture, ils rapportent le développement d’un nouveau catalyseur intermétallique synthétisé via un simple procédé d’ammonolyse en combinant du palladium (Pd) et du molybdène (Mo).
Pour synthétiser ce catalyseur, les chercheurs ont utilisé une approche very simple basée sur l’ammonolyse d’un précurseur d’oxyde. En termes simples, l’ammonolyse peut être utilisée pour combiner des métaux en mélangeant des précurseurs, tels que des oxydes ou des nitrates, avec du gaz ammoniac à des températures élevées. L’ammoniac réagit avec les précurseurs pour former des complexes intermédiaires appelés amides métalliques, qui se décomposent ensuite pour former le composé intermétallique souhaité.
À l’aide de diverses methods analytiques, l’équipe a déterminé la composition cristalline du catalyseur « h-PdMo » et sondé sa stabilité chimique et thermique. Notamment, ils ont découvert que le h-PdMo était steady à des températures allant jusqu’à 400 °C et ne se décomposait pas dans l’air. “Ce sort de robustesse est très essential lorsque l’on considère l’aspect pratique d’un catalyseur”, remarque le professeur Hosono.
Ensuite, les chercheurs ont évalué les performances du h-PdMo pour l’hydrogénation du CO2 dans différentes disorders. A une température de 100°C, le catalyseur était capable de produire du méthanol en continu sans aucun signe significatif de dégradation, pendant in addition de 100 heures. De in addition, à température ambiante (25 ° C) et sous une pression relativement faible, les performances du h-PdMo étaient remarquables. Expliquant davantage les résultats, le professeur Hosono déclare : “A une pression de, 9 MPa, notre catalyseur a atteint une efficacité de conversion similar ou même supérieure à celle des catalyseurs hétérogènes de pointe, qui démontrent une efficacité de rotation similaire sous des ailments additionally élevées. -conditions de pression dans la gamme de 4 à 5 MPa.”
En résumé, les chercheurs ont développé un catalyseur très actif et secure pour l’hydrogénation du CO2 à température ambiante qui peut être synthétisé through un processus straightforward. Le professeur Hosono conclut en disant : “Notre découverte ouvre la voie au développement de catalyseurs, non seulement pour la synthèse de méthanol à basse température et les réactions de conversion du CO2, mais également pour d’autres réactions catalysées par le Pd.”