Un nouveau catalyseur efficace, source d'espoir pour une énergie plus propre, le traitement des eaux usées et la chimie verte
Un catalyseur qui augmente considérablement la conversion de l'ammoniac pourrait améliorer le traitement des eaux usées, la chimie verte et la production d'hydrogène
Une équipe de scientifiques a mis au point un catalyseur efficace doté d'une remarquable capacité à améliorer l'efficacité de la conversion de l'ammoniac. L'étude révèle le potentiel du catalyseur à faire progresser de manière significative le traitement des eaux usées, le nitrite vert et le nitrate, ainsi que la production d'hydrogène.
Micrographie électronique à balayage du catalyseur NiOOH-Ni développé dans cette étude.
Hanwen Liu, et al. Advanced Energy Materials. August 7, 2024
Les catalyseurs sont des substances qui accélèrent les réactions chimiques en fournissant une voie plus efficace pour qu'une réaction se produise et en la rendant plus facile à commencer et à terminer. Comme les catalyseurs ne sont ni consommés ni altérés par la réaction, ils peuvent être utilisés de manière répétée et sont essentiels dans toute une série de processus industriels, environnementaux et biochimiques.
L'équipe, qui comprend des chercheurs de l'université japonaise d'Hokkaido, de l'université technologique australienne de Sydney et d'ailleurs, a mis au point le catalyseur, appelé NiOOH-Ni, en combinant du nickel (Ni) avec de l'oxyhydroxyde de nickel.
L'ammoniac peut être à l'origine de graves problèmes environnementaux, tels que la croissance excessive d'algues dans les plans d'eau, qui appauvrit l'oxygène et nuit à la vie aquatique. À des concentrations élevées, l'ammoniac peut nuire à l'homme et à la faune. Une gestion et une conversion efficaces de l'ammoniac sont donc essentielles, mais sa nature corrosive le rend difficile à manipuler.
Les chercheurs ont mis au point le NiOOH-Ni à l'aide d'un processus électrochimique. La mousse de nickel, un matériau poreux, a été traitée par un courant électrique tout en étant immergée dans une solution chimique. Ce traitement a entraîné la formation de particules d'oxyhydroxyde de nickel à la surface de la mousse. Malgré leur structure irrégulière et non cristalline, ces particules de nickel-oxygène améliorent considérablement l'efficacité de la conversion de l'ammoniac. La conception du catalyseur lui permet de fonctionner efficacement à des tensions plus faibles et à des courants plus élevés que les catalyseurs traditionnels.
"NiOOH-Ni fonctionne mieux que la mousse de Ni, et la voie de réaction dépend de la quantité d'électricité (tension) utilisée", explique le professeur Zhenguo Huang de l'université de technologie de Sydney, qui a dirigé l'étude. "À des tensions plus faibles, NiOOH-Ni produit du nitrite, tandis qu'à des tensions plus élevées, il génère du nitrate".
Cela signifie que le catalyseur peut être utilisé de différentes manières en fonction des besoins. Par exemple, il peut être utilisé pour nettoyer les eaux usées en convertissant l'ammoniac en substances moins nocives. Mais dans un autre processus, il peut également être utilisé pour produire de l'hydrogène, un carburant propre. Cette flexibilité rend NiOOH-Ni précieux pour diverses applications.
"Le NiOOH-Ni est d'une durabilité et d'une stabilité impressionnantes, et il fonctionne bien même après avoir été utilisé plusieurs fois", explique le professeur associé Andrey Lyalin de l'université d'Hokkaido, qui a participé à l'étude. "Cela en fait une excellente alternative aux catalyseurs traditionnels, plus coûteux, comme le platine, qui ne sont pas aussi efficaces pour convertir l'ammoniac.
La fiabilité à long terme du catalyseur le rend apte à une utilisation industrielle à grande échelle, ce qui pourrait transformer la façon dont les industries traitent les eaux usées et produisent de l'énergie propre.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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