Article de référence | Réf : RE86 v1

Conclusion
Conversion du CO2 en hydrocarbures par électroréduction en flux continu

Auteur(s) : Cuong PHAM-HUU, Gauthier WINÉ

Date de publication : 10 sept. 2007

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RÉSUMÉ

Il est possible de réduire de manière électrochimique et en une seule étape le dioxyde de carbone en hydrocarbures, typiquement entre 1 et 9 atomes de carbone, et en éthanol. L’intérêt principal de ces travaux réside dans le mode de réaction, c’est-à-dire avec un flux continu de CO2 , à température ambiante et à pression ordinaire. De plus, les conditions douces de réaction permettent de limiter les apports en énergie, ce qui permettrait dans un futur proche d’utiliser le rayonnement solaire pour, à terme, générer directement les protons et les électrons nécessaires par dissociation de l’eau.

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INTRODUCTION

Le présent dossier démontre la possibilité de réduire de manière électrochimique et en une seule étape le dioxyde de carbone en hydrocarbures, typiquement entre 1 et 9 atomes de carbone, et en éthanol. L’intérêt principal de ces travaux réside dans le mode de réaction, c’est-à-dire avec un flux continu de CO2 , à température ambiante et à pression ordinaire, cela n’ayant jamais été montré auparavant. De plus, ces conditions douces de réaction permettent de limiter les apports en énergie, ce qui permettrait dans un futur proche d’utiliser le rayonnement solaire pour, à terme, générer directement les protons et les électrons nécessaires par dissociation de l’eau.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re86


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4. Conclusion

Durant ces travaux, nous avons étudié la réaction d’électroréduction du CO2 en hydrocarbures. Le système présenté est le premier exemple de réduction du dioxyde de carbone en phase gaz, en mode lit fixe, à température ambiante et à pression ordinaire. La réaction a été effectuée dans deux types de réacteur : tout d’abord avec un flux continu de CO2 et de H2 . Dans ce cas-ci, les protons nécessaires à la réaction de réduction du CO2 sont fournis par l’oxydation de H2 en H+. Cependant, la conversion obtenue était extrêmement faible, c’est-à-dire moins de 1 % après une heure de réaction. La nature des produits formés est principalement des hydrocarbures (de C1 à C7) et également une petite quantité d’éthanol.

Pour étudier plus précisément la réaction d’électroréduction du CO2 , nous avons donc décidé de changer de mode réaction, et de passer d’un mode continu, c’est-à-dire avec un flux continu d’H2 à un mode semi-continu. Dans ce cas-ci, les protons ne sont plus issus de H2 mais d’un électrolyte en solution aqueuse. Nous avons choisi le bicarbonate de potassium avec une concentration de 0,5 mol/L. Dans cette configuration-ci, il a alors été possible d’étudier l’influence de la nature du platine dans la réaction de réduction.

Malgré ces résultats des plus encourageants, il reste un certain nombre de freins quant au développement industriel futur du projet. En effet, premièrement la phase active du catalyseur employé est constituée uniquement de platine, un métal noble qui n’est pas disponible en grande quantité et qui, de ce fait, présente un coût relativement élevé. Il serait plus rentable, d’un point de vue strictement économique, de remplacer le platine par du fer, présent en très grande concentration sur terre et beaucoup moins coûteux. Deuxièmement, de futures études utilisant des nanotubes de carbone comme support de catalyseur vont être effectuées. Ces nanotubes ne sont actuellement produits qu’en très faible quantité et sont également très coûteux. Cependant, l’intérêt des nanotubes de carbone comme support de catalyseur est non négligeable. En effet, de nombreuses études ont démontré leur potentiel dans le domaine de la catalyse hétérogène,...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   *  -  http://www.industrie.gouv.fr/energie/developp/serre/textes/se_kyoto.htm

  • (2) -   *  -  http://www.effet-de-serre.gouv.fr/

  • (3) - OLAH (G.A.), GOEPPERT (A.), PRAKASH (G.K.S.) -   Beyond oil and gas : the methanol economy.  -  Wiley-VCH, p. 210 (2006).

  • (4) - JITARU (M.) et al -   *  -  J. Applied Electrochemistry, 27, p. 875-889 (1997).

  • (5) - HALMANN (M.M.), STEINBERG (M.) -   Greenhouse gas CO2 mitigation.  -  Science and Technology, Éd. Lewis, p. 411 (1999).

  • (6) - CENTI (G.) et al -   *  -  Science and Technology in Catalysis. Éd. Kodansha et Elsevier, p. 283 (2002).

  • (7)...

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