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Du CO₂ au carburant : une percée catalytique au manganèse ouvre une voie verte
Des chercheurs américains ont développé un catalyseur durable et performant pour transformer le dioxyde de carbone en un vecteur d'énergie prometteur, dépassant même l'efficacité de métaux précieux.
Et si la lutte contre le changement climatique passait par la valorisation du principal gaz à effet de serre ? Le dioxyde de carbone (CO₂), souvent considéré comme un déchet ultime, pourrait se muer en une précieuse ressource énergétique grâce à une innovation majeure en chimie verte. Une équipe de scientifiques vient en effet de mettre au point un catalyseur révolutionnaire à base de manganèse – un métal abondant et peu coûteux – capable de convertir efficacement le CO₂ en formate, un composé clé pour le stockage de l’hydrogène.
Cette découverte, publiée dans la prestigieuse revue Chem, offre une alternative durable aux procédés industriels actuels de production de formiate, qui reposent largement sur les combustibles fossiles. La conversion directe du CO₂ capté dans l’atmosphère permet ainsi de boucler la boucle : réduire les émissions tout en générant un produit à haute valeur ajoutée.
Un catalyseur « low cost » plus stable que les métaux précieux
Le coup de génie de l’équipe, pilotée par Justin Wedal, Kyler Virtue et supervisée par les professeurs Nilay Hazari (Yale) et Wesley Berenskoetter (Université du Missouri), réside dans l’optimisation de la longévité du catalyseur. En modifiant avec précision l’architecture moléculaire de son environnement (le ligand), les chercheurs ont réussi à empêcher sa dégradation rapide, un écueil traditionnel des catalyseurs à métaux communs.
Ce matériau bon marché affiche une stabilité et des performances qui surpassent celles de nombreux catalyseurs à base de métaux précieux, comme le platine ou l’iridium, pourtant réputés plus efficaces mais bien plus onéreux et rares.
Une clé pour l’économie de l’hydrogène
Au-delà de la production de formate, cette avancée ouvre des perspectives considérables. La conception moléculaire mise au point pourrait être adaptée à une multitude d’autres réactions chimiques, pavant la voie vers des procédés industriels plus verts et économiques.
L’application la plus directe concerne le stockage et le transport de l’hydrogène, un enjeu critique pour son utilisation comme carburant propre dans les piles à combustible. Le formateur agit comme un vecteur liquide et stable, facilitant la manipulation de l’hydrogène à grande échelle et contournant ainsi l’un de ses principaux obstacles logistiques.
Financés par le Département américain de l’Énergie, ces travaux illustrent comment la recherche fondamentale en chimie peut déboucher sur des solutions concrètes pour les défis énergétiques et environnementaux de notre temps. La transformation du CO₂, de polluant en carburant d’avenir, n’est peut-être plus une simple utopie.
Source : revue Chem (Cell Press).
