Un catalyseur spectaculaire pour la réduction du CO2

Une des voies de valorisation du dioxyde de carbone passe par sa réduction en monoxyde de carbone, plus facile à transformer ensuite en hydrocarbures. Comme ces procédés restent malheureusement encore trop énergivores ou polluants, une équipe centrée autour de l'Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay (ICMMO, CNRS/Université Paris-Sud) et du Laboratoire des mécanismes fondamentaux de la bioénergétique (LMB, CEA) a élaboré un nouveau catalyseur pour la réduction du CO2 dans l'eau. Selon ces travaux publiés dans Chemical Communication, on obtient ainsi une réaction bien plus efficace et qui ne nécessite plus d'ajouter des acides.


Fléau écologique, les émissions anthropiques de CO2 doivent être compensées par des solutions innovantes. Le dioxyde de carbone peut, par exemple, être réduit en monoxyde de carbone (CO), utilisé dans les procédés de Fischer-Tropsch afin d'être recyclé en hydrocarbures. La réduction du CO2 nécessite cependant d'importants apports en énergie et l'emploi de différents acides et solvants. Pour pallier ces problèmes, des chercheurs de l'Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay (ICMMO, CNRS/Université Paris-Sud), du Laboratoire des mécanismes fondamentaux de la bioénergétique (LMB, CEA) et de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR, CNRS/INSA Rennes/ENSC Rennes/Université Rennes 1) viennent d'élaborer un catalyseur qui offre une réduction efficace et propre du CO2 en CO en milieu aqueux et ne nécessite pas l'addition de source de protons.

Cette porphyrine de fer, famille de molécules présente dans l'hémoglobine et certaines enzymes, fonctionne dans l'eau, et donc sans autre solvant, et réduit le CO2 sans avoir besoin de donneur sacrificiel de protons, un rôle habituellement rempli par des additifs de type acides organiques. Ce catalyseur se démarque également par sa grande stabilité, ce qui signifie qu'il peut servir longtemps avant d'être remplacé, et sa vitesse accélérée de plusieurs ordres de grandeur par rapport à la littérature. Ces éléments en font une alternative bien plus économe en énergie que les solutions actuelles. Les mécanismes de cette formidable hausse des performances ne sont pas encore bien compris: les chercheurs s'attellent donc à présent à les expliquer.

Références publication:
Asma Khadhraoui, Philipp Gotico, Bernard Boitrel, Winfried Leibl, Zakaria Halime et Ally Aukauloo
Local ionic liquid environment at a modified iron porphyrin catalyst enhances electrocatalytic performance of CO2 to CO reduction in water
Chemical Communications – Septembre 2018
DOI: 10.1039/C8CC06475J

Contacts chercheur:
- Zakaria Halime, ICMMO UMR8182, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay
- Ally Aukauloo, ICMMO UMR8182, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay