Réduction chimique du CO2
Des chimistes autour du professeur Mougel étudient la réduction électrochimique du CO2 en alcool et en molécules apparentées. L'alcool et les hydrocarbures apparentés qui en résultent pourraient être utilisés comme produits chimiques de base tout en réduisant les émissions de CO2 de l'air. Une grande partie de ce qui se passe dans cette réaction prometteuse n'est pas encore claire, mais le professeur Mougel et son équipe font la lumière sur le sujet.
Le groupe de Victor Mougel s'est récemment associé à Toyota pour étudier cette réaction de plus près. Nous nous sommes entretenus avec le professeur Victor Mougel et Coral Felipe (ingénieur R&D à la division Material Engineering de Toyota).
Professeur Mougel, quels sont selon vous les principaux domaines d'application de vos recherches sur le CO2-réduction ?
Victor Mougel : La mise à disposition de matériaux chimiques de base revêt une grande importance. Dans le cadre des efforts mondiaux de décarbonation et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, cette réaction offre un grand potentiel. Elle permet de continuer à utiliser des produits chimiques indispensables dans des secteurs tels que les matériaux, la médecine et les engrais. En outre, elle peut faciliter le stockage de l'énergie sous forme chimique, dépassant ainsi l'efficacité des batteries. En outre, elle permet une production de carburant neutre en carbone, ce qui est particulièrement important dans les secteurs où une transition complète vers les véhicules électriques n'est pas possible.
Comment cette collaboration a-t-elle vu le jour ?
Victor Mougel : Toyota m'a contacté lors d'une conférence et m'a fait part de son intérêt pour une collaboration. Après avoir discuté et défini des objectifs communs, nous avons mis en place un projet d'un an, qui pourra être étendu si nécessaire.
Coral Felipe : Chez Toyota, nous avons cherché des partenaires de coopération en Europe et avons trouvé le groupe du professeur Mougel. Son expertise dans l'imitation de processus naturels pour la conversion du CO2 en hydrocarbures complète la n?tre et rend cette collaboration idéale. Leurs recherches pionnières sur le CO2-La réduction des émissions de CO2 est conforme à l'engagement de Toyota en faveur de la durabilité et nous rapproche de notre objectif d'un avenir plus durable.
Comment se passe la collaboration ?
Victor Mougel : Notre collaboration est solide et bénéficie d'un précieux feed-back de Toyota. Nous apprécions les aper?us provenant de l'extérieur du monde académique et sommes très intéressés par l'intégration de perspectives industrielles dans nos recherches. Tant notre équipe que le département de recherche et développement de Toyota s'efforcent d'explorer de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies pour faire avancer une société neutre en carbone.
Coral Felipe : Dans ce partenariat, Toyota dirige le projet et fixe l'orientation et les objectifs, tandis que l'équipe du professeur Mougel apporte des connaissances techniques et des approches innovantes. Leur expertise en matière de solutions bio-inspirées permet d'explorer de nouvelles voies et d'appliquer la recherche de pointe. Transparence, communication et respect mutuel caractérisent notre collaboration, où les deux équipes travaillent en harmonie vers des objectifs communs.
Quels sont les principaux objectifs de Toyota pour ce projet commun ?
Coral Felipe : Notre collaboration avec le groupe du professeur Mougel est essentielle pour l'initiative de recherche de Toyota Motor Europe. Nous étudions le CO inspiré par la biologie.2-réduction pour trouver des moyens innovants de convertir le CO2 Nous avons l'intention d'exploiter des hydrocarbures qui correspondent à nos objectifs environnementaux (par exemple, la neutralité carbone d'ici 2040). Bien que nous en soyons encore à un stade précoce, nous visons à développer des solutions viables qui peuvent être mises en ?uvre dans nos opérations et potentiellement commercialisées.
CO2 est probablement la molécule la moins souhaitable aujourd'hui, surtout lorsqu'elle est rejetée dans l'atmosphère. La réduire par une réaction chimique en alcool et en produits chimiques apparentés semble être une solution très bienvenue pour plusieurs secteurs. Pourquoi ce procédé n'est-il pas encore généralisé ?
Victor Mougel: La réaction chimique est complexe et conduit à la formation d'hydrocarbures et d'autres produits intermédiaires et sous-produits qui nuisent à son efficacité et masquent les mécanismes en jeu. Pour comprendre la réaction, nous étudions différents systèmes en nous concentrant sur trois facteurs clés : l'interface triphasique, le pH local et les effets de surface du catalyseur solide. Les méthodes spectroscopiques permettent d'obtenir un aper?u au niveau moléculaire et facilitent une analyse précise. En outre, nous concevons et développons des catalyseurs, principalement à base de cuivre, dont la stabilité doit encore être améliorée pour exploiter leur potentiel industriel.
Professeur Mougel, vos recherches s'inspirent souvent de la nature, comme par exemple une araignée plongeuse qui respire sous l'eau en maintenant une couche de gaz autour d'elle. En quoi cela a-t-il amélioré la réaction ?
Victor Mougel : La couche superhydrophobe de l'araignée plongeuse lui permet de respirer sous l'eau en emprisonnant l'air. En imitant ce concept avec des alcanethiols cireux sur nos catalyseurs, nous obtenons une production d'hydrocarbures plus élevée, tout en piégeant le gaz carbonique à proximité du catalyseur. En nous inspirant de la nature, nous utilisons des milliards d'années d'évolution pour améliorer l'efficacité de la réaction. Sans ce système inspiré de l'araignée, le CO2 Difficultés à atteindre l'électrode, ce qui entra?ne une faible émission d'hydrocarbures. En outre, cette recherche pourrait contribuer à la réduction électrochimique des N2 en ammoniac, assurant ainsi une production de CO2-neutre au procédé Haber-Bosch, ce qui constitue une avancée industrielle majeure.
Contact/Liens :
Mougel Group - Molécules et matériaux bio-inspirés
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