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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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1. Contexte
Cuong PHAM-HUU est directeur de recherches au CNRS
Gauthier WINÉ est post-doctorant
Ces deux auteurs travaillent au Laboratoire des matériaux, surfaces et procédés pour la catalyse - ECPM - ULP - UMR 7515 du CNRS - Strasbourg
La conversion directe du CO2 en produits hydrocarbonés, comme les composés entrant dans la formation de l’essence ou encore les alcools, présente un grand nombre d’avantages qui rend le projet possible et viable. En outre, d’un point de vue strictement environnemental, les lois votées sont de plus en plus strictes et contraignantes vis-à-vis des émissions de gaz à effet de serre. En effet, depuis le 16 février 2005, les pays signataires du protocole de Kyoto (1997) sont obligés de réduire considérablement les émissions de ce type de gaz.
Les émissions de gaz à effet de serre en France sont composées à 69,6 % de dioxyde de carbone. Les quelque 31 % restants sont constitués de protoxyde d’azote N2O à 15,8 %, de méthane à 12,4 % et de composés fluorés et chlorés (polyfluorocarbone PCF, hydrofluorocarbone HCF et hexafluorure de soufre SF6) à 2,2 %. Ces gaz proviennent de la production d’énergie à 13 %, des transports à 27 %, de l’industrie à 21 %, des habitations à 20 % et de l’agriculture à 16 %. Les 4 % restants proviennent des déchets ménagers et industriels. Ces pourcentages ne tiennent pas compte de la vapeur d’eau (figure 1).
Cependant, même si le procédé d’électroréduction du CO2 n’a aucune influence directe sur la quantité d’émission de ce gaz, il peut cependant réduire sa concentration dans notre atmosphère. Bien que, à terme, de petites unités de dépollution pour les effluents gazeux d’origine industrielle peuvent être développées.
De plus, les activités humaines comme les transports publics ou privés, les industries ou l’agriculture génèrent une très grande quantité de dioxyde de carbone. Celui-ci peut alors être considéré comme une source infinie de carbone, alors que les ressources en gaz et en pétrole ont tendance à s’amenuiser. Il est également à noter que les produits de réaction obtenus lors de la réduction,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - http://www.industrie.gouv.fr/energie/developp/serre/textes/se_kyoto.htm
-
(2) - * - http://www.effet-de-serre.gouv.fr/
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(3) - OLAH (G.A.), GOEPPERT (A.), PRAKASH (G.K.S.) - Beyond oil and gas : the methanol economy. - Wiley-VCH, p. 210 (2006).
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(4) - JITARU (M.) et al - * - J. Applied Electrochemistry, 27, p. 875-889 (1997).
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(5) - HALMANN (M.M.), STEINBERG (M.) - Greenhouse gas CO2 mitigation. - Science and Technology, Éd. Lewis, p. 411 (1999).
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(6) - CENTI (G.) et al - * - Science and Technology in Catalysis. Éd. Kodansha et Elsevier, p. 283 (2002).
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