Réactions chimiques sans déchets

Les réactions entraînées mécaniquement se déroulent entièrement sans solvant : ce procédé durable doit maintenant être commercialisé

09.05.2023 - Allemagne

Si les réactions pour l'industrie chimique avaient lieu sans solvant, on pourrait économiser une énorme quantité de déchets polluants, voire toxiques. Le professeur Lars Borchardt a montré comment cela est possible : avec son équipe, il réalise des réactions entraînées mécaniquement dans des broyeurs à boulets à revêtement catalytique. Pour que cette mécanocatalyse dite directe soit commercialisable, elle doit fonctionner à grande échelle et en continu. Pour ses travaux sur ce sujet, le chimiste de l'université de la Ruhr à Bochum reçoit une Proof of Concept Grant du Conseil européen de la recherche ERC. Le projet, appelé "MechanoExtrusion", est financé à hauteur de 150.000 euros pour une durée de 18 mois.

© RUB, Marquard

Dans les extrudeuses, les réactions doivent se dérouler sans aucun solvant nocif.

Pas une goutte de solvant

La chimie produit des quantités incroyables de déchets. La majorité d'entre eux sont des solvants, dont beaucoup sont nocifs pour l'environnement, voire toxiques. Le groupe de travail de Lars Borchardt développe des concepts de synthèse qui ne se contentent pas de réduire l'utilisation de solvants, mais qui s'en passent totalement. "Le concept s'appelle mécanochimie et se base sur la réalisation de réactions dans des broyeurs à billes - sans solvants, uniquement par le fait que des billes s'entrechoquent, transmettant ainsi de l'énergie mécanique aux réactifs solides et les faisant ainsi réagir", explique le chercheur. "Pas une goutte de solvant n'est nécessaire, donc c'est vert et durable".

Ces dernières années, l'équipe est allée encore plus loin et a revêtu les billes et les récipients de broyage de composants catalytiquement actifs. Ainsi, il n'est plus nécessaire d'ajouter des poudres catalytiques ou des composés catalytiques moléculaires. "Ces composants sont difficiles à séparer et à réutiliser", explique Borchardt. Au lieu de cela, les outils de broyage eux-mêmes servent de composants catalytiquement actifs.

Une start-up doit mettre la recherche en application

Les chercheurs appellent ce procédé particulièrement durable la mécanocatalyse directe. Actuellement, il fonctionne à l'échelle du laboratoire. Pour pouvoir être utilisé à l'échelle industrielle, il doit se dérouler à plus grande échelle et en continu. "L'objectif est donc de verser en continu des réactifs dans un réacteur et d'y obtenir le produit souhaité en continu", explique Lars Borchardt.

Dans son projet de preuve de concept, il se concentre sur le couplage de Suzuki, l'une des réactions les plus importantes de la chimie pharmaceutique. Elle doit se dérouler dans des "extrudeuses" : une sorte de hachoir à viande qui peut être rempli en continu et qui éjecte le produit souhaité. L'objectif est de faire passer la mécanocatalyse directe de la recherche à l'application. Il s'agit ainsi de créer les conditions cadres pour une start-up.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.

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