L’hydrogène (H2), en tant que vecteur d’énergie propre, peut être produit via le photo-reformage de la biomasse alimenté par la lumière solaire. Pour le futur raffinage de la biomasse, le photo-reformage de la biomasse mérite un degré élevé de décomposition de la biomasse pour maximiser la production de H2.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Wang Feng, le Dr Luo Nengchao du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec le professeur Paolo Fornasiero de l’Université de Trieste, a proposé un Stratégie « CC bond-first » et réalisation de la conversion des glucides en transporteurs d’hydrogène liquide C1 (LHC, constitués de HCOOH et HCHO) sur un photocatalyseur Ta-CeO2. Les LHC pourraient libérer sur place H2 qui était nécessaire par photo- ou thermocatalyse.
Ce travail a été publié dans Joule le 31 janvier.
Actuellement, le principal obstacle à un rendement élevé en H2 est la rupture de liaison CC bien insuffisante pour convertir les carbones de la biomasse en CO2 avec une maximisation de la production de H2.
Dans cette étude, les chercheurs ont démontré l’importance de la scission prioritaire des liaisons CC dans les glucides pour la production et le stockage photocatalytiques d’hydrogène.
La stratégie proposée « CC bond first » a mis l’accent sur la conversion prioritaire de la biomasse en LHC C1 liquides via la rupture complète des liaisons CC. Un Ta-CeO2 synergique qui utilisait l’énergie photo- et thermique de la lumière solaire a complètement rompu les liaisons CC des glucides, produisant des LHC C1 comprenant HCOOH et HCHO avec des rendements de 62% à 86%.
Ils ont découvert que lors de l’oxydation photocatalytique des glucides, la température élevée était adoptée pour inhiber le couplage radicalaire délétère sur le Ta-CeO2 fortement déformé. Les LHC C1 résultants qui pouvaient être transportés n’émettaient que du H2 et du CO2, indépendamment de l’irradiation solaire. Le rendement en H2 à partir du glucose était de 33 %, bien supérieur à celui du photoreformage direct du glucose.
« Cette méthode par étapes a également été illustrée par l’oxydation photocatalytique de type flux du glucose sous une lumière solaire concentrée, qui a permis un rendement de 15 % de C1 LHC à partir de glucose via un temps d’irradiation cumulé de 15,5 heures », a déclaré le professeur Luo.
Plus d’information:
Puning Ren et al, Décomposition photoassistée par étapes des glucides en H2, Joule (2023). DOI : 10.1016/j.joule.2023.01.002