L’utilisation excessive d’énergie fossile provoque le réchauffement climatique et d’autres problèmes environnementaux. Pour réduire l’effet de serre, deux gaz à effet de serre majeurs, le CO2 et le CH4, sont utilisés pour produire du gaz de synthèse (CO et H2) par la technique de reformage CO2-CH4 (DRM).
La clé du DRM est le choix du catalyseur. Le catalyseur pour la réaction DRM se compose principalement de deux parties : le métal actif et le support, dans lequel un support approprié joue un rôle important dans la promotion de l’activité et de la stabilité de la réaction. Actuellement, ZrO2 est considéré comme un support de catalyseur prometteur en raison de la présence de lacunes d’oxygène. Cependant, les études sur l’effet des lacunes d’oxygène sur la surface de ZrO2 pour les processus d’adsorption et d’activation du CO2 font encore défaut.
Un groupe de recherche de Juntian Niu de l’Université de technologie de Taiyuan a étudié l’effet des lacunes d’oxygène pour l’adsorption et l’activation du CO2 sur la surface ZrO2 par des calculs de théorie fonctionnelle de la densité (DFT).
Ils ont découvert que les lacunes en oxygène contribuent grandement à la fois à l’adsorption et à l’activation du CO2, et que l’essentiel réside dans les lacunes en oxygène qui facilitent grandement le transfert de charge de la surface de ZrO2 à la molécule de CO2. De plus, il a été constaté que t-ZrO2 avec la présence de lacunes d’oxygène est le plus favorable à l’adsorption et à l’activation du CO2 par la comparaison de différentes phases cristallines de ZrO2.
Les nouvelles découvertes ont élucidé le rôle des lacunes d’oxygène dans l’adsorption et l’activation du CO2 pour la préparation de catalyseurs de réaction DRM haute performance utilisant ZrO2. Pendant ce temps, il a fourni des conseils pour la conception de catalyseurs à haut rendement en CO2 au niveau atomique.
Ces découvertes ont été publiées dans Frontières de l’énergie.
Plus d’information:
Juntian Niu et al, Amélioration des performances des lacunes d’oxygène sur l’adsorption et l’activation du CO2 sur différentes phases de ZrO2, Frontières de l’énergie (2023). DOI : 10.1007/s11708-023-0867-7
Fourni par la presse de l’enseignement supérieur