[Article] - Quand le charbon actif devient un capteur de pollution

Jeudi 26 mars 2026
Sous titre
Cette étude met en évidence des comportements de détection distincts des charbons actifs pour le NO₂ à température ambiante. Contrairement à l’hypothèse dominante, les CA non modifiés présentent des comportements semi-conducteurs de type p (A Supra, PK1-3) ou n (MSC 30, CW 30) pour un même gaz. Ces différences sont attribuées aux variations des états chimiques de surface, qui influencent les mécanismes d’interaction avec le NO₂.

Résumé

Les capteurs de gaz jouent un rôle essentiel dans la surveillance de la qualité de l'air pour de nombreuses applications, notamment dans l'industrie, les transports et la santé. Cet article examine la capacité de détection du dioxyde d'azote (NO₂) de quatre charbons actifs (CA) commerciaux, dont deux à base de charbon (MSC 30 et CW 30) et deux d’origine biosourcés (A supra et PK1-3), à température ambiante (25 °C). Ces CA présentent des propriétés texturales distinctes, avec des surfaces spécifiques allant de 916 à 2233 m² g⁻¹.
Les principaux paramètres de détection, tels que la réponse, R et Rci (%), le temps de réponse, le temps de récupération, la sensibilité, la linéarité, la répétabilité, la réversibilité et la stabilité, ont été étudiés sous des expositions contrôlées de NO₂. Les capteurs fabriqués ont été soumis à des cycles continus de concentrations variables de NO₂, allant de 1 à 10 ppm par incréments de 1 ppm, et de 1 à 20 ppm par incréments de 5 ppm. Les capteurs ont présenté un comportement de conduction de type p ou n, selon le charbon actif, confirmé par des mesures de Mott-Schottky. La détection réversible était régie par de faibles interactions physiques (physisorption) du NO₂ à la surface du capteur et par le transport de charges par mécanisme de saut. Ces résultats apportent des informations pertinentes pour la sélection de matériaux adaptés au développement de capteurs de NO₂ à base de charbon actif à haute performance, fonctionnant à température ambiante, et constituent une contribution importante à l’amélioration des systèmes de surveillance environnementale.

Cette étude met en évidence des comportements de détection distincts des charbons actifs pour le NO₂ à température ambiante. Contrairement à l’hypothèse dominante, les CA non modifiés présentent des comportements semi-conducteurs de type p (A Supra, PK1-3) ou n (MSC 30, CW 30) pour un même gaz. Ces différences sont attribuées aux variations des états chimiques de surface, qui influencent les mécanismes d’interaction avec le NO₂.

Ce travail a été réalisé par Proscovia Kyokunzire dans le cadre de son contrat doctoral.

 

Auteurs

Proscovia Kyokunzire, Jean Zaraket, Maria Teresa Izquierdo, Vanessa Fierro, Alain Celzard

 

Références

Carbon, 2026, 246, pp.120891.

 

DOI

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120891


 

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