Des scientifiques russes ont mis au point un nouveau catalyseur très efficace pour le traitement industriel du dioxyde de carbone qui rend le processus simple et peu coûteux. Des scientifiques de l’Université MISIS, de l’Université d’État Lomonossov de Moscou et de l’Institut Zelinsky de chimie organique ont participé à l’étude. Les résultats ont été publiés dans Matériaux.
L’une des façons prometteuses de traiter le dioxyde de carbone lié aux gaz à effet de serre est la réaction de son interaction avec l’hydrogène. Selon les scientifiques, les produits précieux de cette réaction peuvent être le gaz de synthèse, divers hydrocarbures et alcools largement utilisés dans l’industrie chimique. Des équipes scientifiques du monde entier s’efforcent de trouver des catalyseurs suffisamment efficaces et durables (composés qui accélèrent le cours de cette réaction chimique) qui permettront l’intensification du traitement du dioxyde de carbone pour une économie verte.
Des scientifiques de l’Université MISIS, ainsi que leurs collègues de l’Université d’État Lomonossov de Moscou et de l’Institut Zelinsky de chimie organique, ont développé une nouvelle méthode simplifiée de production de catalyseurs industriels au cobalt-nickel pour le traitement du dioxyde de carbone.
« Nos catalyseurs sont un alliage massif avec une surface poreuse et des grains nanométriques qui forment des particules mousseuses à haute activité. En raison de cette structure et de l’interaction synergique du Co avec le Ni, les catalyseurs se caractérisent par une interaction plus intense avec les molécules de CO2 et une stabilité élevée. , par rapport aux analogues existants (élément actif dispersé sur un support en céramique) », a expliqué Sergey Roslyakov, chercheur principal au NUST MISIS.
Les scientifiques se sont concentrés sur trois problèmes : explorer les possibilités d’utilisation complète du dioxyde de carbone (qui renforce l’effet de serre sur la planète), ainsi que simplifier la production de catalyseurs efficaces et créer des catalyseurs basés sur les matières premières disponibles.
« Notre travail se distingue par la synthèse rapide et simple de matière via la combustion de sol-gels réactifs. Dans notre approche, il suffit d’appliquer une énergie insignifiante pour chauffer un petit volume de l’échantillon, jusqu’à un millimètre cube, et ensuite, la synthèse se déroule de manière autonome sans coûts énergétiques supplémentaires », a déclaré Roslyakov.
L’utilisation de méthodes de synthèse non standard a considérablement réduit les coûts d’énergie et de ressources dans la production et l’utilisation des catalyseurs. Selon les auteurs, le cobalt contribue à la formation d’une microstructure spongieuse poreuse du catalyseur et triple également les propriétés catalytiques du nickel.
Étant donné que tout le volume du catalyseur est constitué d’un alliage métallique, il a une conductivité thermique beaucoup plus élevée par rapport aux supports en céramique. Comme ils l’expliquent, cela augmente considérablement la stabilité du matériau lors d’une utilisation à long terme.
« Nous avons simplifié la méthode de préparation des matériaux, en évitant les étapes longues et non triviales de fusion, pulvérisation, nettoyage, application de composants actifs sur le support structurant et autres. Malgré le processus de synthèse simplifié et la composition du catalyseur, nous ont obtenu une technologie compétitive pour la conversion catalytique du dioxyde de carbone », a ajouté Roslyakov.
A l’avenir, l’équipe scientifique entend poursuivre la recherche de nouveaux catalyseurs efficaces et stables.
Nikolay Evdokimenko et al, Catalyseurs CoNi de type éponge synthétisés par la combustion de solutions réactives : stabilité et performances pour l’hydrogénation du CO2, Matériaux (2022). DOI : 10.3390/ma15155129