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De nouvelles perspectives pour la photo-réduction du CO2 par les porphyrines ferreuses


​Des chercheurs du CEA-Joliot (I2BC) et leurs partenaires de l'Université Paris Saclay montrent que les catalyseurs de type porphyrines ferreuses, décorées de fonctions urée, qu'ils ont développés précédemment pour l'électro-catalyse du CO2, peuvent également être utilisés avec succès pour la photo-catalyse du CO2.

Publié le 22 juin 2022

L'un des grands défis lancés aux chimistes est de produire des composés à haute valeur ajoutée à partir de CO2.

Depuis plusieurs années, une équipe du CEA-Joliot (I2BC) développe, en collaboration avec l'Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay (ICMMO), des catalyseurs bio-inspirés de type porphyrine de fer, particulièrement prometteurs pour l'électro-réduction catalytique du CO2.

Afin d'exploiter directement l'énergie solaire, les chercheurs ont utilisé un de leurs catalyseurs contenant des groupes urée CO(NH₂)₂ – agissant comme un échafaudage de liaisons hydrogène stabilisant le substrat CO2 – couplé à un chromophore.

Ils ont obtenu une activité catalytique spectaculaire pour la photo-réduction du CO2 en CO, surpassant largement celle des porphyrines de fer sans groupes urée.  

Pour expliquer ce résultat sans précédent, ils ont mené des études mécanistiques afin d'élucider les étapes clés de la réaction induite par la lumière. Elles mettent en évidence des voies réactionnelles différentes pour les porphyrines avec et sans groupes urée. Dans le cas de la porphyrine décorée, la réaction s'effectue en une seule étape au lieu de deux.

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'ICMMO et l'Institut des sciences moléculaires d'Orsay.


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