Le Catalyse

La catalyse

La catalyse est un processus qui modifie la cinétique chimique (vitesse d’une réaction chimique) en abaissant la barrière énergétique à franchir. Le but est d’augmenter la vitesse à laquelle se produit une réaction chimique.

1. Pot catalytique

Dans les moteurs, l’essence est brûlée et transformée en dioxyde de carbone, azote et vapeur d’eau. Ce processus induit également des émissions de composés toxiques telles que le monoxyde de carbone, les hydrocarbures imbrûlés, ou les oxydes d’azote (NOx). Pour élimi- ner ces derniers, le pot catalytique (support en céramique résistant à de très hautes tempé- ratures) dont la structure est en «nid d’abeille» et tapissé de particules microscopiques de métaux précieux (rhodium, platine et palla- dium), provoque leur oxydation ou leur réduc- tion avec l’oxygène encore présent dans les gaz.

La catalyse n’est cependant ef cace qu’à partir de 400°C. Alors que c’est au démar- rage que les émissions de gaz toxiques sont les plus importantes, un trajet de 10 km environ est donc nécessaire avant que le pot catalytique ne se mette réellement en marche. Pour les nombreux petits trajets du quotidien, il n’est donc d’aucune ef cacité. Par ailleurs, la platine (utilisée comme cataly- seur) a un un prix de revient toujours élevé. En n, si le pot catalytique est un procédé

2. Photocatalyse

L'application de la photocatalyse a été découverte en 1967 au Japon par le professeur Akira Fujishima, alors encore étudiant. Et c'est natu- rellement là bas que les premières réalisations utilisant le procédé ont été développées dans les années 90.

Le principe de la photocatalyse a de fortes si- militudes avec la synthèse chlorophilienne. La photocatalyse est un phénomène naturel dans lequel une substance, le photocatalyseur, initie une réaction chimique grâce à l’action de la lumière, sans se dégrader lui-même. Il repose donc sur l’activation d’un catalyseur de type semi-conducteur par une énergie lumineuse. L’absorption de photons par le catalyseur se- mi-conducteur permet la production d’es- pèces oxydantes ou réductrices en surface du semi-conducteur. Ces espèces générées (prin- cipalement des radicaux OHx très oxydants)

structure du pot catalytique

ef cace, son utilisation est restreinte aux moteurs de véhicules de transports et ne peut être ef cace pour les émissions de particules polluantes des sites industriels ou des appareils domestiques dans l’environnement proche du catalyseur à partir de l’eau et de l’oxygène de l’air, pro-voquent la destruction partielle ou com- plète de la majorité des composés orga- niques par attaque des liaisons chimiques.

Les termes bande de conduction et de valence sont utilisés. En phy- sique du solide, la théorie des bandes est une modélisation des valeurs d'énergie que peuvent prendre les électrons d'un solide à l'intérieur de celui-ci. En schématisant on peut dire que ces électrons n'ont la possibilité de prendre que des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des « bandes » d'énergie interdites. Cette modélisation conduit à parler de bandes

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