Tribocatalyse : défis et perspectives


Tribocatalyse : défis et perspectives

Développement de quelques idées principales basées sur la piézoélectricité et la triboélectricité. Les résultats des deux effets PENG 2006 et TENG 2012, Piezotronik 2007 et Tribotronik 2014, Piezocatalysis 2010 et Tribocatalysis sont en cours de développement. Source : Science China Press

À la lumière de la demande mondiale croissante d’énergie et de la pollution, le développement de technologies alternatives d’énergie a suscité un intérêt généralisé pour la recherche. L’extraction et la conversion de l’énergie naturelle de l’environnement, telle que l’énergie solaire, l’énergie mécanique, l’énergie thermique, l’énergie chimique et biologique, est l’une des sources les plus importantes d’énergie propre.

Parmi ces sources d’énergie, l’énergie mécanique est l’une des plus répandues, omniprésentes et spécialisées pour les applications liées au mouvement humain. L’extraction et l’application de l’énergie mécanique ont une importance scientifique importante et une valeur sociale.

Au niveau macro, l’énergie électrique convertie à partir de l’énergie hydraulique et éolienne-mécanique peut couvrir les besoins de la vie quotidienne et de la production des personnes ; À micro-échelle, les nanogénérateurs basés sur des effets piézoélectriques et triboélectriques peuvent également convertir l’énergie mécanique de l’environnement et du mouvement humain en énergie électrique.

La mécanochimie est le couplage de phénomènes mécaniques et chimiques au niveau moléculaire et constitue une méthode efficace pour initier des réactions chimiques par le biais de forces mécaniques. Les voies de mécanochimie comprennent la dégradation, l’activation, la catalyse et l’initiation induites par la force. Les matériaux piézoélectriques et triboélectriques peuvent générer des charges électriques sur la surface en réponse à des forces mécaniques. Par conséquent, ils peuvent coupler la conversion d’énergie directement avec des processus de réaction chimique, en particulier des réactions catalytiques, et offrent une nouvelle méthode alternative pour la mécanochimie.

Ces dernières années, les matériaux piézoélectriques ont été utilisés comme catalyseurs pour la séparation de l’eau et la décomposition des polluants organiques, ce que l’on appelle la piézocatalyse. En revanche, l’effet triboélectrique est rarement utilisé dans les réactions catalytiques, de sorte que le domaine de recherche de la doit être approfondi et développé.

Récemment, le Dr. Feng-Ru Fan et ses collègues de l’Université de Xiamen ont appris les principes de l’effet piézoélectrique et de l’effet triboélectrique et ont proposé de nouvelles idées pour la tribocatalyse et les effets mécano-électrocatalytiques pour favoriser les réactions chimiques.

Du fait de l’effet triboélectrique, l’interface solide/solide ou l’interface liquide/solide réalise un transfert de charge et forme un électrique local et de polarisation. La surface chargée ou le champ électrique local peuvent catalyser directement la réaction ou favoriser l’action d’un catalyseur exogène. L’auteur propose d’utiliser le nouveau terme « mécano-électro-catalyse » pour décrire ce processus. La catalyse piézo et la tribocatalyse appartiennent toutes deux à la catégorie de la mécano-électro catalyse. En outre, un certain nombre de nouveaux domaines de recherche tels que la catalyse mécano-thermique et la mécano-photo catalyse peuvent être dérivés. La mécano-électrocatalyse et la tribocatalyse ont des applications potentielles dans la synthèse des matériaux et la chimie de l’énergie. Ils devraient être utilisés dans des domaines de recherche tels que la synthèse organique, la conversion de la biomasse, la séparation de l’eau, la catalyse hétérogène, la production et la conversion d’énergie.

L’article a été publié dans Science Chine Chem.


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Plus d’information:
Feng-Ru Fan et al, Tribocatalyse : et , Science chine chimie (2021). DOI : 10.1007 / s11426-021-1089-6

Fourni par Science China Press

Citation: Tribocatalysis : Challenges and Perspectives (2021, 21 octobre), consulté le 21 octobre 2021 sur https://phys.org/news/2021-10-tribocatalysis-perspectives.html

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