Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point un catalyseur utilisant des atomes d'indium isolés sur de l'oxyde d'hafnium pour convertir le CO2 et l'hydrogène en méthanol plus efficacement que les méthodes précédentes. Cette conception à un seul atome maximise l'utilisation du métal et permet une étude plus claire des mécanismes de réaction. Cette percée pourrait favoriser une production chimique durable si elle est alimentée par des énergies renouvelables.
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont fait progresser la technologie des catalyseurs en créant un système dans lequel des atomes d'indium individuels sur de l'oxyde d'hafnium entraînent la conversion du dioxyde de carbone et de l'hydrogène en méthanol. Contrairement aux catalyseurs traditionnels qui utilisent des nanoparticules métalliques contenant des centaines ou des milliers d'atomes, souvent inactifs, cette approche utilise chaque atome d'indium comme site actif, ce qui améliore l'efficacité et réduit la dépendance à l'égard des métaux rares. Le catalyseur résiste à des températures élevées, jusqu'à 300 °C, et à des pressions jusqu'à 50 fois supérieures aux niveaux atmosphériques, ce qui garantit sa durabilité pour une utilisation industrielle. Pour ancrer les atomes de manière stable, l'équipe a mis au point des méthodes de synthèse, notamment la combustion à la flamme à 2 000-3 000 °C suivie d'un refroidissement rapide. Javier Pérez-Ramírez, professeur d'ingénierie de la catalyse à l'ETH Zurich, a déclaré : "Notre nouveau catalyseur présente une architecture à atome unique, dans laquelle des atomes de métal actifs isolés sont ancrés à la surface d'un matériau de support spécialement développé. Il ajoute que les atomes d'indium isolés sont plus performants que les nanoparticules : "Dans notre étude, nous montrons que les atomes d'indium isolés sur l'oxyde d'hafnium permettent une synthèse du méthanol à base de CO2 plus efficace que l'indium sous forme de nanoparticules contenant un grand nombre d'atomes. Pérez-Ramírez a décrit le méthanol comme "un précurseur universel pour la production d'une large gamme de produits chimiques et de matériaux, tels que les plastiques - le couteau suisse de la chimie, pour ainsi dire". Il travaille sur la transformation du CO2 en méthanol depuis 2010, détient des brevets et collabore avec l'industrie et des chercheurs suisses. Les résultats sont publiés dans Nature Nanotechnology (2026, DOI : 10.1038/s41565-026-02135-y).