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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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3. Résultats et discussion
3.1 Synthèse des électrocatalyseurs
3.1.1 Platine supporté sur noir de carbone (Vulcan XC-72 )
Le catalyseur Pt/C a été préparé par réduction méthanolique en phase liquide . Une solution du surfactant SB12 (m = 2,1 g) (hydroxyde de dodécyldiméthyl(3-sulfopropyl)ammonium) dans 12 mL d’un mélange méthanol-eau (vol. 1/3) est mélangée à une solution de platine H2PtCl6 (m = 250 mg) dans 12 mL d’un mélange méthanol-eau (vol. 1/3) et du NafionÒ N115 et N330. Sont ensuite ajoutés 600 mg de noir de carbone (Vulcan XC-72 ). La suspension résultante est mélangée et chauffée à reflux pendant 1 h. Le solide est récupéré par centrifugation à 1 800 tr/min pendant 10 min et séché une nuit à 70 oC. La charge en platine est de 20 % en masse dans le but de comparer son activité catalytique avec un catalyseur commercial (E-TEK 20 % en masse de platine sur tissu de carbone). Dans notre cas, le surfactant est nécessaire pour stabiliser les nanoclusters métalliques et ainsi éviter l’agrégation des nanoparticules de platine en particules de tailles plus importantes. La stabilisation par le SB12 est possible grâce à ses propriétés électrostatiques : la partie hydrophobe est orientée vers la surface des particules métalliques, alors que la partie hydrophile l’est vers la solution aqueuse. Le solide obtenu est alors broyé, ajouté à 2 mL d’éthanol et passé au bain à ultrasons pendant 10 min. La suspension ainsi obtenue est déposée sur du tissu de carbone (E-TEK ) et laissée à évaporer à température ambiante. La couche de Pt/C obtenue sur le tissu est ainsi relativement homogène. Il est possible d’exprimer la concentration en platine par rapport à la surface de l’électrode : elle est comprise entre 0,4 et 0,6 mg/cm2.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - http://www.industrie.gouv.fr/energie/developp/serre/textes/se_kyoto.htm
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(2) - * - http://www.effet-de-serre.gouv.fr/
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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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