Une avancée majeure en photocatalyse : le dioxyde de vanadium ouvre une nouvelle voie pour la conversion sélective du méthane.
Transformer efficacement le méthane à l’aide de la lumière constitue l’un des défis majeurs de la photocatalyse moderne.

Une équipe de chercheurs de l’Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN – CNRS/Université de Lille/Junia/Centrale Lille/Université Polytechnique Hauts-de-France) et de l’Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS – CNRS/Université de Lille/Centrale Lille/Université d’Artois), en collaboration avec le laboratoire XLIM (CNRS/Université de Limoges) et le LPEM (ESPCI/CNRS/PSL/Université Sorbonne) démontre aujourd’hui une approche radicalement nouvelle, fondée sur l’exploitation de la transition isolant–métal du dioxyde de vanadium (VO₂), permettant d’atteindre des performances et une sélectivité inédites.

L’efficacité d’un photocatalyseur dans une réaction chimique dépend non seulement de son aptitude à absorber la lumière, mais également de sa capacité à transférer les charges photo-induites jusqu’à sa surface. Une solution pour éviter la perte de ces charges avant qu’elles n’atteignent la surface repose sur la création de jonctions électroniques au sein du photocatalyseur. En tirant parti du réseau de jonctions qui est engendré naturellement dans le dioxyde de vanadium (VO2) lorsque ce matériau subit une transition métal-isolant, une conversion photocatalytique record de méthane en dihydrogène, éthane et propane a été obtenue à partir de films minces de VO2. La réduction de l’épaisseur des films à moins de 50 nm rend la réaction sélective pour le propane, faisant de cette approche une alternative prometteuse et beaucoup moins polluante que le fractionnement industriel du gaz naturel.

Plus d’informations ici : Communiqué Xlim – La transition métal-isolant au bénéfice de la photocatalyse