Innovation

Des chercheurs ont inventé une méthode « lumineuse » et rentable pour transformer un déchet en hydrogène

Un groupe d’ingénieurs américains a découvert une manière plus écologique de convertir un gaz malodorant en un produit pouvant être rentable. Le processus, qui se déroule en une seule étape, repose sur l’utilisation de la lumière.

Les émissions de sulfure d’hydrogène du secteur industriel ont un impact considérable sur la qualité de l’air et peuvent ainsi entraîner de lourdes amendes. Les industriels et les raffineries doivent en conséquence adopter des approches d’assainissement en même temps efficaces et peu coûteuses. Dans cette optique, une équipe d’ingénieurs de l’Université Rice, à Houston, aux États-Unis, a développé une méthode qui fait usage de nanoparticules d’or pour convertir le sulfure d’hydrogène polluant en hydrogène gazeux et en soufre.

Un coût de mise en œuvre moins élevé

Ce qui est également intéressant, c’est que le processus est réalisé en une seule étape et fonctionne grâce à la lumière. Ses coûts de mise en œuvre seraient assez bas en dépit de son rendement particulièrement élevé. Cette méthode d’assainissement pourrait donc devenir une solution économique pour le nettoyage du sulfure d’hydrogène provenant des gaz d’égouts ou des déchets animaux. À noter qu’un article détaillant la recherche a été publié dans la revue ACS Energy Letters. Il est cosigné Peter Nordlander (Université Rice), Emily Carter (Université de Princeton) et Hossein Robatjazi de la start-up Syzygy Plasmonics.

Un catalyseur alimenté par la lumière
Un catalyseur alimenté par la lumière. Crédit photo : Rice University

Interaction avec la lumière

Quand on décompose une molécule de sulfure d’hydrogène gazeux (H2S), on obtient une paire d’atomes d’hydrogène (H2) et un atome de soufre (S). En ce qui concerne la technique développée par les chercheurs de l’université Rice, elle utilise des nanoparticules d’or pour permettre cette décomposition, plus précisément des grains de poudre de dioxyde de silicium, de minuscules îlots d’or mesurant environ 10 milliardièmes de mètre de diamètre. Lorsqu’elles sont excitées par la lumière, ces nanoparticules (dans une nouvelle poudre de catalyseur de dioxyde de silicium) produisent de puissants électrons appelés « porteurs chauds ». Ces derniers entraînent à leur tour la catalyse. Ils transportent l’énergie nécessaire pour décomposer les molécules de sulfure d’hydrogène toxiques en soufre pur et en hydrogène gazeux.

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Peut fonctionner avec une lumière artificielle

Le principal avantage de cette technique réside dans le fait que le catalyseur est alimenté par la lumière du soleil. De ce fait, le coût d’exploitation est plus ou moins gratuit, surtout là où la lumière naturelle est disponible. Cependant, l’équipe a également affirmé que le procédé peut fonctionner avec une lumière artificielle. Les expériences menées auraient même démontré qu’il est même possible d’utiliser un éclairage LED à faible puissance pour récolter l’hydrogène et le soufre séparément. La photocatalyse plasmonique permettrait du coup de réduire les coûts de mise en œuvre tout en transformant un produit polluant en un produit précieux.

Source
pubs.acs.org

Marc Odilon

Tout ce qui touche de près ou de loin à l'High-tech me fascine !

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