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9 Juil, 2019

Le dioxyde de carbone pourrait être converti en graphène

Le dioxyde de carbone pourrait être converti en graphène

Des chercheurs allemands ont mis au point un moyen de convertir le dioxyde de carbone en graphène à l’aide d’un catalyseur cuivre-palladium (Crédit : E. Moreno-Pineda, KIT)

Le dioxyde de carbone est en quelque sorte présenté comme le méchant du XXIe siècle, et il ne suffit pas de réduire nos émissions maintenant – nous devons éliminer une partie de ce qui se trouve déjà dans l’atmosphère. Aujourd’hui, les chercheurs de l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) ont mis au point un moyen simple de transformer ce gaz gênant en une ressource utile en le transformant en graphène, matériau « merveilleux ».

Malgré son utilisation comme matériau supraconducteur, flexible et résistant, le graphène est faussement basique – essentiellement, c’est juste une feuille bidimensionnelle d’atomes de carbone. Ces dernières années, les scientifiques ont réussi à le fabriquer de différentes façons, comme la gravure au laser à partir du bois ou même de la nourriture, ou la réduction chimique à partir de fèves de soja ou de feuilles d’eucalyptus.

Mais la méthode de loin la plus courante pour fabriquer du graphène en vrac est le dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Dans cette technique, une source de carbone, souvent du méthane, est pompée dans une chambre avec d’autres gaz, et une fine tranche d’un matériau agit comme un catalyseur et un substrat. Le gaz dans la chambre réagit chimiquement avec le matériau et forme une fine couche de graphène sur la surface.

La technique de l’équipe du KIT fonctionne à peu près de la même façon, mais utilise le CO2 comme source de carbone, ce qui lui donne l’avantage supplémentaire potentiel d’éliminer ce gaz nocif de l’atmosphère. Dans ce cas, le CO2 et l’hydrogène remplissent la chambre, et le catalyseur et le substrat sont une plaquette de cuivre et de palladium. Le procédé se fait à la pression atmosphérique et à des températures élevées allant jusqu’à 1 000 °C.

« Si la surface métallique présente le bon rapport entre le cuivre et le palladium, la conversion du dioxyde de carbone en graphène se fera directement en une seule étape « , explique Mario Ruben, chercheur principal de l’étude.

L’équipe a réussi à démontrer que la technique fonctionne, même en l’utilisant pour faire du graphène de plusieurs couches d’épaisseur. L’étape suivante consiste à essayer de fabriquer des composants électroniques fonctionnels en utilisant ce procédé.

http://www.kit.edu/kit/english/pi_2019_090_producing-graphene-from-carbon-dioxide.php

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.201901404