- Réaction du gaz à l'eau
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La réaction du gaz à l'eau, ou réaction de Dussan, est une réaction chimique convertissant un mélange de monoxyde de carbone CO et de vapeur d'eau H2O en un mélange de dioxyde de carbone CO2 et d'hydrogène H2 :
La réaction est légèrement exothermique, libérant 42 kJ/mol[1].
C'est une réaction industrielle importante, allant souvent de paire avec le reformage du méthane ou d'autres hydrocarbures[1], et représente un procédé essentiel dans la production d'hydrogène très pur pour la synthèse de l'ammoniac par le procédé Haber-Bosch.
La réaction du gaz à l'eau a été découverte à la fin du XVIIIe siècle par le physicien italien Felice Fontana, précisément en 1780.
Sommaire
Applications potentielles
Cette réaction a été proposée pour éliminer le CO des piles à combustible.
La « réaction du gaz à l'eau inverse » (connue en anglais comme « reverse water gas shift reaction », ou RWGSR) a, quant à elle, été proposée comme solution pour produire l'oxygène du projet Mars Direct, un programme ambitieux conçu au départ par la NASA dans les années 1990 pour étudier la faisabilité et fixer les bases d'une mission habitée prolongée sur Mars, en développant notamment les technologies dites « ISRU » (utilisation des ressources locales).
Conditions opératoires
La réaction du gaz à l'eau est très sensible aux variations de température, l'élévation de celle-ci ayant tendance à l'inhiber en vertu du principe de Lechâtelier : l'équilibre de cette réaction lors de la combustion d'un mélange d'air et d'hydrocarbures riche en carburant permet d'évaluer la concentration des constituants des gaz de combustion.
Le procédé comporte souvent deux étapes[2]:
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- Étape haute température (environ 350 °C) avec catalyseur oxyde de fer(II,III) Fe3O4 et oxyde de chrome(III) Cr2O3.
- Étape basse température (environ 190 à 210 °C) avec catalyseur cuivre sur oxyde de zinc ZnO mélangé à de l'alumine Al2O3[3].
Références
- HFCIT Hydrogen Production: Natural Gas Reforming, United States Department of Energy, 2006-11-08. Consulté le 2008-01-07
- Étapes de la réaction du gaz à l'eau
- N. Schumacher et al., « Trends in low-temperature water–gas shift reactivity on transition metals », dans Journal of Catalysis, vol. 229, 2005, p. 265-275
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