Un nouveau catalyseur pourrait aider à éliminer les perchlorates de l’eau.
Comme si le personnage de Matt Damon dans « Seul sur Mars » n’avait pas déjà assez de soucis, ses pommes de terre de la planète rouge pourraient être contaminées par des perchlorates. Mais de nouvelles recherches menées par l’université de Californie Riverside ont permis d’identifier un catalyseur relativement simple capable d’éliminer ces produits chimiques, contribuant ainsi à réduire la pollution de l’eau et du sol, ici aussi sur Terre.
Composés d’un atome de chlore et de quatre atomes d’oxygène, les perchlorates sont de puissants oxydants qui sont le plus souvent utilisés dans le carburant des fusées, les feux d’artifice et les fusées éclairantes. Ils sont également produits en tant que sous-produits des produits chimiques de nettoyage et des désherbants et, en tant que tels, ils finissent souvent par contaminer le sol et l’eau. En grandes quantités, les perchlorates ont été associés à des problèmes de thyroïde et à d’autres effets potentiels sur la santé.
Mais le problème des perchlorates ne se limite pas à la Terre : on a découvert qu’ils étaient naturellement abondants dans le sol de Mars, ce qui pourrait compliquer la tâche des futurs colons pour cultiver leur propre nourriture. Actuellement, plusieurs procédés permettent d’éliminer ces polluants, mais ils sont généralement difficiles et coûteux. Et ce, sans les transporter d’abord sur Mars.
Pour cette nouvelle étude, les chercheurs de l’UC Riverside ont trouvé un moyen plus facile de réduire le perchlorate dans l’eau, en une seule étape et sans nécessiter de hautes températures ou pressions. Le catalyseur du processus est composé de trois ingrédients assez courants : un engrais connu sous le nom de molybdate de sodium, un ligand organique appelé bipyridine et du palladium. Avec l’aide d’un peu d’hydrogène gazeux, ces trois ingrédients travaillent ensemble pour décomposer rapidement et presque complètement le perchlorate.
« Ce catalyseur est beaucoup plus actif que tout autre catalyseur chimique signalé à ce jour et réduit plus de 99,99 % du perchlorate en chlorure, quelle que soit la concentration initiale de perchlorate », explique Changxu Ren, l’un des auteurs de l’étude.
L’équipe affirme que le nouveau catalyseur fonctionne bien sur une large gamme de concentrations possibles du polluant – de moins de 1 milligramme par litre, jusqu’à 10 g par litre. Cela signifie qu’il pourrait être utile pour traiter l’eau contaminée ici sur Terre, ou un jour aider les premiers Martiens à cultiver des aliments sains et même à produire de l’oxygène.
« Un système de réduction catalytique pratique peut aider à récolter de l’oxygène gazeux à partir du perchlorate lavé du sol martien lorsque le catalyseur est couplé à d’autres processus », explique Jinyong Liu, un des auteurs de l’étude.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00595
