Réactions chimiques : l’électricité comme catalyseur

Alors que la plupart des pays tourne le dos aux énergies fossiles pour se diriger vers l’électricité, une source d’énergie plus vertueuse, la liste des travaux à réaliser va au-delà de la simple voiture électrique. Le réseau mondial de fabrication qui produit tout, de nos batteries à nos engrais, doit également faire le changement.

Une nouvelle méthode pour stimuler les réactions chimiques

Une étude menée par des chimistes de l’Université de Chicago a découvert une méthode pour utiliser l’électricité afin de stimuler un type de réaction chimique souvent utilisé dans la synthèse de nouveaux candidats pour les médicaments pharmaceutiques.

Publiée dans Nature Catalysis, cette recherche représente une progression dans le domaine de l’électrochimie et montre une voie à suivre pour concevoir et contrôler les réactions, en les rendant plus durables.

« Nous voulons comprendre ce qui se passe au niveau fondamental à l’interface de l’électrode et l’utiliser pour prédire et concevoir des réactions chimiques plus efficaces », explique Anna Wuttig, professeur à l’Université de Chicago et auteur principal de l’article. « Il s’agit d’une étape vers cet objectif final. »

Complexité chimique et électrochimie

Dans certaines réactions chimiques, l’électricité peut augmenter le rendement. Et comme l’électricité nécessaire peut provenir de sources renouvelables, elle pourrait contribuer à rendre l’industrie chimique mondiale plus verte.

L’électrochimie, comme on appelle ce domaine, est particulièrement complexe. Il y a beaucoup de choses que les scientifiques ne savent pas sur les interactions moléculaires, surtout parce qu’il faut insérer un solide conducteur (une électrode) dans le mélange pour fournir l’électricité. Par la suite, les molécules interagissent avec cette électrode ainsi qu’entre elles.

Pour un scientifique qui essaie de démêler les rôles que chaque molécule joue et dans quel ordre, cela rend un processus déjà compliqué encore plus complexe.

Changement catalytique

Par ailleurs, l’équipe a pu utiliser des techniques d’imagerie spéciales pour observer les réactions se dérouler au niveau moléculaire. « Vous pouvez voir que la présence du modulateur a un effet profond sur la structure interfaciale», a indiqué Anna Wuttig. « Cela nous permet de visualiser et de comprendre ce qui se passe, plutôt que de le considérer comme une boîte noire. »

C’est une étape cruciale, a ajouté la chercheuse, car elle montre une voie à suivre pour être capable non seulement d’utiliser l’électrode en chimie, mais aussi de prédire et de contrôler ses effets.

En synthèse

La recherche menée par l’Université de Chicago a mis en lumière une nouvelle méthode pour utiliser l’électricité afin de stimuler les réactions chimiques, une avancée significative dans le domaine de l’électrochimie.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que l’électrochimie ?

L’électrochimie est un domaine de la chimie qui étudie les réactions chimiques qui impliquent un transfert d’électrons.

Comment l’électricité peut-elle stimuler les réactions chimiques ?

Dans certaines réactions chimiques, l’électricité peut augmenter le rendement en fournissant l’énergie nécessaire pour déclencher la réaction.

Quel est l’impact de cette découverte sur l’industrie chimique ?

Cette découverte pourrait contribuer à rendre l’industrie chimique mondiale plus verte et plus durable en permettant l’utilisation d’électricité provenant de sources renouvelables.

Quels sont les défis de l’électrochimie ?

L’électrochimie est un domaine complexe en raison des nombreuses interactions moléculaires qui se produisent lors des réactions chimiques.

Quelle est la prochaine étape après cette découverte ?

La prochaine étape est de prédire et de contrôler les effets de l’électrode dans les réactions chimiques.

Références

Légende illustration principale : Une étude menée par des chimistes de l’Université de Chicago a permis de trouver un moyen d’utiliser l’électricité pour stimuler un type de réaction chimique souvent utilisé pour synthétiser de nouveaux candidats aux médicaments.

Article : « Interfacial tuning of electrocatalytic Ag surfaces for fragment-based electrophile coupling » – DOI: 10.1038/s41929-023-01073-5