Les métaux liquides pourraient être la solution tant attendue pour « verdir » l’industrie chimique, selon des chercheurs qui ont testé une nouvelle technique qu’ils espèrent pouvoir remplacer les processus d’ingénierie chimique énergivores remontant au début du 20ème siècle.
La production chimique représente environ 10 à 15 pour cent des émissions totales de gaz à effet de serre. Plus de 10 pour cent de l’énergie totale mondiale est également utilisée dans les usines chimiques. Les résultats publiés dans ‘Nature Nanotechnology’ offrent une innovation très nécessaire qui s’éloigne des anciens catalyseurs énergivores fabriqués à partir de matériaux solides.
Une nouvelle approche pour l’industrie chimique
La recherche est dirigée par le professeur Kourosh Kalantar-Zadeh, directeur de l’école d’ingénierie chimique et biomoléculaire de l’Université de Sydney, et le Dr Junma Tang, qui travaille conjointement à l’Université de Sydney et à l’UNSW. Un catalyseur est une substance qui fait que les réactions chimiques se produisent plus rapidement et plus facilement sans participer à la réaction.
Les catalyseurs solides, généralement des métaux solides ou des composés solides de métaux, sont couramment utilisés dans l’industrie chimique pour fabriquer des plastiques, des engrais, des carburants et des matières premières.
Les métaux liquides, une solution prometteuse
La production chimique utilisant des processus solides est au demeurant énergivore et nécessite des températures allant jusqu’à mille degrés centigrades. Le nouveau processus utilise à la place des métaux liquides, dans ce cas en dissolvant de l’étain et du nickel qui leur donne une mobilité unique, leur permettant de migrer à la surface des métaux liquides et de réagir avec des molécules d’entrée comme l’huile de canola. Cela entraîne la rotation, la fragmentation et le ré-assemblage des molécules d’huile de canola en chaînes organiques plus petites, y compris le propylène, un carburant à haute énergie crucial pour de nombreuses industries.
En synthèse
« Notre méthode offre une possibilité sans précédent à l’industrie chimique de réduire la consommation d’énergie et de verdir les réactions chimiques », a indiqué le professeur Kalantar-Zadeh. « On s’attend à ce que le secteur chimique représente plus de 20 pour cent des émissions d’ici 2050 », a déclaré le professeur Kalantar-Zadeh. « Mais la fabrication chimique est beaucoup moins visible que d’autres secteurs – un changement de paradigme est vital. »
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que l’industrie chimique et son impact sur l’environnement ?
L’industrie chimique est responsable de 10 à 15% des émissions totales de gaz à effet de serre et utilise plus de 10% de l’énergie totale mondiale. Les processus d’ingénierie chimique sont énergivores et nécessitent des températures élevées, ce qui contribue à leur impact environnemental.
Qu’est-ce qu’un catalyseur et comment est-il utilisé dans l’industrie chimique ?
Un catalyseur est une substance qui accélère et facilite les réactions chimiques sans y participer. Dans l’industrie chimique, les catalyseurs solides, généralement des métaux solides ou des composés solides de métaux, sont couramment utilisés pour fabriquer des plastiques, des engrais, des carburants et des matières premières.
Quelle est la technique proposée par les chercheurs pour « verdir » l’industrie chimique
Les chercheurs proposent d’utiliser des métaux liquides comme catalyseurs à la place des catalyseurs solides. Cette technique, qui utilise de l’étain et du nickel dissous, permet de réaliser des réactions chimiques à des températures beaucoup plus basses, ce qui réduit la consommation d’énergie.
Quels sont les avantages des métaux liquides par rapport aux catalyseurs solides ?
Les métaux liquides ont une mobilité unique qui leur permet de migrer à la surface des métaux liquides et de réagir avec des molécules d’entrée comme l’huile de canola. Cela entraîne la rotation, la fragmentation et le ré-assemblage des molécules d’huile de canola en chaînes organiques plus petites, y compris le propylène, un carburant à haute énergie crucial pour de nombreuses industries.
Quel est l’impact potentiel de cette nouvelle technique sur l’industrie chimique ?
La nouvelle méthode offre une possibilité sans précédent à l’industrie chimique de réduire la consommation d’énergie et de rendre les réactions chimiques plus écologiques. Elle pourrait contribuer à réduire l’impact environnemental de l’industrie chimique, qui devrait représenter plus de 20% des émissions d’ici 2050.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| L’industrie chimique est responsable de 10 à 15% des émissions totales de gaz à effet de serre. |
| Plus de 10% de l’énergie totale mondiale est utilisée dans les usines chimiques. |
| Les catalyseurs solides, généralement des métaux solides ou des composés solides de métaux, sont couramment utilisés dans l’industrie chimique. |
| La production chimique utilisant des processus solides est énergivore, nécessitant des températures allant jusqu’à mille degrés centigrades. |
| La nouvelle technique utilise des métaux liquides, en dissolvant de l’étain et du nickel. |
| Les métaux liquides ont une mobilité unique qui leur permet de migrer à la surface des métaux liquides et de réagir avec des molécules d’entrée. |
| Cette technique permet de réaliser des réactions chimiques à des températures beaucoup plus basses, ce qui réduit la consommation d’énergie. |
| Le secteur chimique devrait représenter plus de 20% des émissions d’ici 2050. |
| La nouvelle méthode offre une possibilité sans précédent à l’industrie chimique de réduire la consommation d’énergie et de rendre les réactions chimiques plus écologiques. |
| Cette technique pourrait contribuer à réduire l’impact environnemental de l’industrie chimique. |
Références
Légende illustration principale : Agitation de gallium liquide dans une boîte de Pétri. Crédit: Université de Sydney/Philip Ritchie
Les informations de cet article sont basées sur les résultats de la recherche publiés dans Nature Nanotechnology et menée par le professeur Kourosh Kalantar-Zadeh et le Dr Junma Tang.
Article : « Dynamic configurations of metallic atoms in the liquid state for selective propylene synthesis » – DOI: 10.1038/s41565-023-01540-x
