Nous avons évalué la réactivité des électrons (non solvatés et solvatés) dans des mélanges CO₂/eau à différentes pressions de gaz (de 1 à 118 bar) et températures (25 et 35°C) à l'aide de la radiolyse picoseconde. Une cellule spectroscopique sur mesure a été conçue pour ces expériences à haute pression de gaz, permettant ainsi la mesure directe du piégeage des électrons, même à l'état supercritique. Nos résultats ont révélé une dépendance non monotone de la réactivité des électrons avec la concentration de CO₂, dans l'eau modifiée sous l'effet de la pression atmosphérique [Hu2021, Denisov2021, Dobrovolskii2023, Hu2023]. Dans notre quête d'atteindre le rendement de conversion le plus élevé du CO₂ dans des conditions douces de température ambiante, de pH neutre et de pression de CO₂ de 1 atm, nous avons développé une nouvelle approche exploitant des radicaux primaires issus de l'irradiation de l'eau. Pour garantir la réduction du CO₂ en CO₂^-° par tous les radicaux primaires de l'eau induits par l'irradiation, nous avons utilisé des ions formate pour piéger simultanément les radicaux oxydants parents H° et OH°, produisant ainsi les mêmes radicaux CO₂^-° transitoires. Cette stratégie nous a permis d'exploiter tous les radicaux disponibles pour convertir sélectivement le CO₂ en oxalate, accompagné d'un dégagement de H₂, sans nécessiter de catalyse et à température ambiante. Par ailleurs, nous avons développé une nouvelle approche pour l'identification résolue dans le temps des intermédiaires liés à la surface des nanocatalyseurs métalliques. Cette approche, combinée à des simulations moléculaires, a permis d'identifier des intermédiaires liés à la surface présentant des bandes d'absorption transitoires caractéristiques de la nanoseconde à la seconde pour trois nanocatalyseurs métalliques typiques : Cu, Au et Ni (Jiang2023) comme illustré sur la figure.

Absorption résolue en temps du processus de stabilisation radicale du CO₂^•− avec différentes nanoparticules métalliques (Or, Cuivre, Nickel).