Une avancée prometteuse pour le recyclage du C02
Pour relever le défi de la neutralité carbone, une stratégie consiste à capter le CO2 dès sa source de production par les industries pour le transformer en produits tels que le gaz de ville ou des carburants renouvelables. Un consortium international de chercheurs a identifié de nouvelles espèces ioniques du nickel prometteuses pour une transformation plus efficace du CO2.
Pour les industries aux émissions de CO2 fortement concentrées, telles que les aciéries, les cimenteries ou encore les raffineries, le procédé de capture et utilisation du CO2 apparaît comme une solution nécessaire pour limiter leur impact environnemental. Dans ce contexte, la transformation du CO2 par le dihydrogène (H2) offre le double avantage de recycler le CO2 et d’obtenir du méthane, un gaz qui se stocke facilement dans les infrastructures de ville.
Pour provoquer cette réaction, une équipe de l’Institut de chimie et procédés pour l’énergie, l’environnement et la santé (CNRS/Université de Strasbourg), spécialisée dans le développement de nouveaux matériaux et la compréhension des mécanismes réactionnels, s’est intéressée à la combinaison de deux matériaux, le nickel et l’oxyde de cérium. Ce dernier est habituellement utilisé pour disperser le nickel et favoriser ainsi les interactions avec le CO2 et le H2. Grâce à l’intensité de la lumière de différents synchrotrons européens couplés à des travaux de modélisation moléculaire, les scientifiques ont sondé la matière pour mieux comprendre ces interactions.
Leurs travaux ont permis de révéler de nouvelles espèces ioniques du nickel responsables d’une activité spécifique record pour la transformation du CO2 et du H2 en méthane. Les espèces ioniques de nickel, dispersées dans l’oxyde de cérium, sont stabilisées par un jeu d’interactions spécifiques avec ce dernier. En augmentant ainsi la vitesse de réaction, les espèces ioniques de nickel agissent comme catalyseur.
Cette avancée dans la compréhension fondamentale des interactions entre le nickel et le CO2 ouvre des perspectives intéressantes dans le cadre de la transition énergétique et pourrait être appliquée à d’autres types de métaux. Cela pourrait également offrir de nouvelles applications dans le champ des piles à combustibles dont le fonctionnement repose sur le même type de réactions.
Rédacteur : CCdM
![](/sites/institut_inc/files/styles/article/public/image/image_19.png?itok=SY91zLbm)
Référence
Ionic Nickel Embedded in Ceria with High Specific CO2 Methanation Activity
Mathias Barreau, Davide Salusso, Juan Li, Jinming Zhang, Elisa Borfecchia, Kamil Sobczak, Luca Braglia, Jean-Jacques Gallet, Piero Torelli, Hua Guo, Sen Lin, Spyridon Zafeiratos
Angewandte Chemie International Edition 2023
https://doi.org/10.1002/anie.202302087