Contribution à la conversion photo-électro-catalytique du CO² dans un milieu électro-catalytique

Abstract

Le dioxyde de carbone est aujourd’hui considéré comme le principal responsable du réchauffement climatique, il est le principal composé carboné rejeté par l’industrie et par les échappements des véhiculés de transport. L’objectif de ce travail est d’examiner les performances du cuivre dans la conversion du CO2 en acide formique, sur la base de trois procédés de traitement, à savoir l’électro-réduction, la photo-catalyse et la photo-électro-catalyse en un milieu aqueux (NaHCO3 et KHCO3). L’étude paramétrique de l’électro-réduction du CO2 sur trois électrodes de pureté différente en cuivre (Cu 96,4 %, Cu 94,7 %, Cu 59,1%) a montré que Cu (96,4 %), présente la meilleure conversion en acide formique (42 ppm/cm2) dans l’électrolyte 0,3M NaHCO3 saturé du CO2 à pH 7,09 en appliquant la tension -1,9 V/ECS. Trois catalyseurs avec un pourcentage massique de 10% en cuivre supportés sur SiO2, Al2O3 et sphères de carbone (CSs), ont été mis en œuvre dans la conversion photo-catalytique du CO2, en milieu aqueux (NaHCO3 et KHCO3). Diverses techniques d’analyse (MEB-EDS, MET, FTIR, IR-ATR, DRX, FRX) adoptées ont montré, la formation de la phase pure "CuO", et l’obtention d’un semi-conducteur de type "p", avec des énergies de gap de l’ordre de 1,22 et 1,4 eV; les trois matériaux absorbent une quantité de photons très importante dans le domaine visible. L’application de la conversion photo-catalytique et photo-électrocatalytique du CO2, a révélé un résultat plus intéressant pour le catalyseur supporté sur les sphères de carbone, avec une conversion en acide formique significative (80 ppm/g), cela a été confirmé par une étude du comportement électrochimique et photo-électrochimique du catalyseur 10Cu-CSs dans le milieu NaHCO3.