Dans la bataille contre le changement climatique, les chercheurs recherchent des moyens de convertir le dioxyde de carbone (CO2) en produits utiles. Ils étudient des matériaux de taille nanométrique appelés catalyseurs qui peuvent accélérer le processus de conversion ou le rendre plus efficace. Les nanomatériaux sont des amplitudes plus petites que la largeur des cheveux humains.
De nombreux catalyseurs s'appuient sur des métaux précieux tels que le platine, l'or et l'argent, qui sont coûteux et pas facilement disponibles. Alors que les scientifiques essaient de développer de nouveaux catalyseurs qui utilisent des alternatives moins chères, comme le nickel, l'azote et le carbone, ces options ne sont pas aussi efficaces.
Des chercheurs de l'Université McMaster en Ontario ont créé une nouvelle formule qui ajoute de minuscules particules d'un matériau appelé carbure de zinc en nickel à un type de catalyseurs de nickel-azote-carbone en développement en laboratoire.
Ils ont constaté que le catalyseur résultant était très efficace dans la conversion du CO2 au monoxyde de carbone, un ingrédient important dans de nombreux processus chimiques utilisés dans l'industrie, y compris la production de méthanol. L'œuvre est publiée dans la revue Électrochimie ACS.
« Nous voulions développer un nouveau catalyseur stable, très actif et s'appuie également sur des métaux et des matériaux relativement abondants », a déclaré le Dr Drew Higgins, chercheur principal sur le projet.
Dans leur laboratoire McMaster, Higgins et son équipe ont déterminé que le nouveau catalyseur était très efficace dans la conversion de CO2 Pour CO, mais cette analyse ne pouvait pas expliquer pourquoi cela fonctionnait si bien. Ainsi, le doctorat. L'étudiant dirigeant le projet, Fatma Ismail, a apporté ses échantillons à la source de lumière canadienne (CLS) à l'Université de la Saskatchewan.
« Les types de matériaux que nous examinons sont relativement nouveaux, nous ne comprenons donc vraiment pas comment ils fonctionnent », explique Higgins, professeur agrégé du département de génie chimique de McMaster. « Les radiographies ultrabright au CLS nous ont permis de voir leurs structures et leurs propriétés, ce qui aide à expliquer comment ils fonctionnent. »
Higgins dit que lui et ses collègues ont été agréablement surpris par la façon dont la combinaison des matériaux a permis de se produire. Les idées qu'ils ont acquises sur le rôle spécifique que nickel jouait dans la réaction n'aurait pas été possible sans la ligne de faisceau HXMA, dit-il.
Leur prochaine étape consistera à incorporer le matériau dans des dispositifs prototypes. « Une fois que nous pouvons démontrer que ce (catalyseur) fonctionne efficacement, nous pouvons commencer à évoluer les systèmes », explique Higgins. « Nous pouvons agrandir ces systèmes afin qu'ils puissent convertir beaucoup plus2 Et puis finalement – idéalement – un jour, nous pouvons traduire que des sociétés industrielles qui ont un grand CO2 Les émissions pourraient brancher cela sur leur cheminée et supprimer les émissions avant qu'elle ne se présente dans l'atmosphère – et la convertir en quelque chose qui a de la valeur et qui a utilisé dans la société. «
