Actualité de l'ENS de Lyon

Concevoir plus rapidement de meilleurs catalyseurs

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Actualité
Résumé

Publication du labo de Chimie dans Science

Description

Nanoparticule de catalyseur contenant différents types de sites. Les nombres de coordination sont, pour le site C (au centre d’une face hexagonale) 9 voisins jaunes [6 autour dans la facette et 3 en dessous] ; pour le site E (sur une arête entre deux faces hexagonales) 7 voisins verts [6 autour et 1 dessous] ; pour le site K (en coin entre 3 faces) : 6 voisins violets [5 autour et 1 dessous]. Les atomes sur les arêtes et sur les faces sont représentés en bleu clair et bleu foncé respectivement. Chaque site contribue différemment à l’activité catalytique totale en vertu de son nombre de voisins. (Il faut en fait prendre en compte à la fois les voisins directs et les voisins de ces voisins.)  © D. Loffreda – CNRS/ENS Lyon.
C’est une étape clé vers des véhicules à hydrogène démocratisés, des pots catalytiques plus efficaces, des usines plus propres... Des chercheurs ont mis au point une méthode simple et rapide pour améliorer l’efficacité d'une famille de catalyseurs, ces composés, indispensables à l’industrie, qui facilitent les réactions chimiques. Cette avancée est le fruit d’une collaboration entre chimistes théoriciens du Laboratoire de chimie de l’ENS de Lyon (CNRS/ENS de Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) et de l’université de Leiden (Pays-Bas), et chimistes expérimentateurs de l’université technique de Munich et de l’université de la Ruhr à Bochum (Allemagne). Leurs travaux sont publiés dans la revue Science du 9 octobre 2015.
Les catalyseurs sont des substances ou des matériaux qui, par leur interaction avec des réactifs, minimisent l’énergie nécessaire aux réactions chimiques et favorisent la formation des produits désirés. L’industrie chimique en dépend presque entièrement, et il en résulte un surplus commercial estimé à 50 milliards d’euros en Europe. Au-delà de l’aspect économique, les dispositifs catalytiques tels que ceux embarqués dans les pots d’échappement des véhicules diminuent l’impact polluant des moteurs à combustion. En outre, si peu de voitures équipées de piles à hydrogène ont été lancées sur le marché alors qu’elles n’émettent pas de gaz à effet de serre, c’est notamment parce que les catalyseurs de piles à combustible ne sont pas encore véritablement au point s'agissant de leur fonctionnement dans la durée. Développer des catalyseurs plus efficaces est donc un enjeu de taille.
Ces travaux devraient donc permettre de diminuer les temps de développement de catalyseurs. Ils ouvrent la voie au développement de piles à combustible commercialement performantes, à une utilisation plus large de l’hydrogène comme carburant propre et plus généralement, à terme, à l’optimisation de nombreux processus industriels.
Références :
Federico Calle-Vallejo, Jakub Tymoczko, Viktor Colic, Quang Huy Vu, Marcus D. Pohl, Karina Morgenstern, David Loffreda, Philippe Sautet, Wolfgang Schuhmann, Aliaksandr S. Bandarenka. Finding optimal surface sites on heterogeneous catalysts by counting nearest neighbors. Science 2015.

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Communiqué de presse commun CNRS / Université Lyon 1 / ENS de Lyon

La presse en parle

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