L'augmentation de la concentration des gaz à effet de serre et la diminution des ressources fossiles incitent au développement de procédés chimiques durables. Conceptuellement, la valorisation du CO2, c'est-à-dire la conversion du CO2 en produits chimiques, est très attractive puisque cela pourrait permettre de réequilibrer le cycle de carbone. Une solution élégante pour activer le CO2 c'est l'électrocatalyse : l'électron est le réducteur le plus « propre », dont l'énergie peut être choisie près de l'optimum thermodynamique. En pratique, il faut identifier un catalyseur pour minimiser la surtension. La modélisation du méchanisme réactionnel est la première étape vers le design rationnel de catalyseurs. Malgré le progrès récent en modélisation de réactions électrocatalytiques, la détermination du mechanisme et la rationnalisation des sélectivités posent toujours de maints problèmes. Dans cette contribution, nous allons présenter des résultats prototypiques pour le couplage de CO2 avec des alcènes en appliquant trois modèles pour tenir en compte de l'environnement électrochimique. L'électrode computationnelle (à hydrogène) de Norskov [1] est l'approche le plus simple. Dans la méthode de Filhol-Neurock[2] l'électrode est chargée explicitement et la céllule périodique neutralisée par une charge de fond uniforme. Le modèle ESM d'Otani[3] propose un traitement à priori plus réaliste : la charge de neutralisation est indroduit à la surface d'une l'électrode auxiliaire implicite. Les approximations et les limitations de ces modèles vont être illustrées à l'exemple d'un réseau réactionnel complexe.
[1] J. K. Norskov, J. Rossmeisl, A. Logadottir, L. Lindqvist, J. R. Kitchin, T. Bligaard, H. Jonsson, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886.
[2] M. Mamatkulov, J. S. Filhol, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 7675.
[3] M. Otani, O. Sugino, Phys. Rev. B 2006, 73, 115407.
| Type : | : | affiche |
| Mots-Clés | : | éléctrochimie ; modélisation ; catalyse hétérogène ; valorisation de CO2 |
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