Une équipe internationale pilotée par des scientifiques de l'Institut européen des membranes (CNRS/ENSC Montpellier/Université de Montpellier) a mis au point une stratégie pour convertir directement le CO
2 en l'alcool isopropylique (isopropanol) par un procédé électrocatalytique utilisant une électrode faite d'un nouvel alliage de cuivre et d'argent. Ces résultats ont été publiés dans la revue
Nature Catalysis.
Image Pixabay
La réduction électrochimique du CO
2 en hydrocarbures à l'aide d'énergies renouvelables comme l'énergie solaire est une technologie pertinente pour fermer le cycle du carbone via la conversion du CO
2 en précurseurs chimiques ou en carburants. Ces composés multicarbonés (possédant un nombre de carbones supérieur à deux, notés C
2+) ont une valeur marchande élevée et possèdent des densités énergétiques supérieures.
Dans ce domaine, une partie des efforts se concentrent sur l'amélioration de la sélectivité de la réaction pour produire des molécules possédant un nombre d'atomes de carbone C
2+ à partir de CO
2. Alors que transformation directe du CO
2 en produits C
1 et C
2 a réalisé des progrès significatifs au cours des dernières années, la formation de molécules à plus de deux carbones comme l'isopropanol pourtant couramment utilisé reste toujours un défi.
© Damien Voiry
En jouant sur la concentration de CO
2 au-dessus de la limite de saturation dans un électrolyte aqueux, les scientifiques de l'Institut européen des membranes (CNRS/ENSC Montpellier/Université de Montpellier) ont développé une nouvelle méthode de co-électrodéposition en utilisant une électrode catalytique qui se présente sous forme d'un alliage de cuivre et d'argent (Fig. a).
En opérant sous 10 bar de CO
2, cet alliage permet d'atteindre des performances élevées pour la production d'isopropanol (efficacité de 56,7 % et densité de courant spécifique de ~ 59 mA cm
-2 (Fig. b)).
Ces résultats, qui montrent une amélioration d'environ 400% par rapport à la meilleure valeur jusqu'alors rapportée pour la conversion directe du CO
2 en C
3, ouvrent de nouvelles perspectives pour la production contrôlée de produits multicarbonés, directement à partir du CO
2.
Référence
Unlocking direct CO
2 electrolysis to C
3 products
via electrolyte supersaturation
Nature Catalysis 2023
Nature Catalysis