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La chimie des composés en C1 ou chimie C1 est la chimie des molécules à un seul atome de carbone. Bien que de nombreux composés et ions ne contiennent qu'un seul carbone, la recherche se concentre sur les matières premières stables et abondantes en C1. Quatre composés sont d'une importance industrielle majeure : le méthane, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et le méthanol. Les technologies qui interconvertissent ces espèces sont d'un intérêt majeur[1].
Le monoxyde de carbone et le méthanol sont des matières premières chimiques importantes. Le CO est utilisé par une myriade de réactions de carbonylation. Avec le dihydrogène, il alimente le procédé Fischer-Tropsch qui permet d'obtenir des hydrocarbures liquides. Le méthanol est le précurseur de l'acide acétique, de l'éther diméthylique, du formaldéhyde et de nombreux composés méthyliques (esters, amines, halogénures). Une application à plus grande échelle est le procédé MTO (methanol to olefins) qui permet de produire de l'éthylène et du propylène[2].
Contrairement au monoxyde de carbone et au méthanol, le méthane et le dioxyde de carbone ont des utilisations limitées en tant que matières premières pour la production d'autres composés chimiques et de carburants. Cette disparité contraste avec l'abondance relative du méthane et du dioxyde de carbone. Le méthane est souvent partiellement converti en monoxyde de carbone pour être utilisé dans le procédé Fischer-Tropsch. L'intérêt de la valorisation du méthane réside dans son couplage oxydant (en) :
Parmi les techniques de conversion du dioxyde de carbone, on peut parler de sa réduction électrochimique (en) en hydrocarbures insaturés. S'il a été possible dès le XIXe siècle de convertir électochimiquement le dioxyde de carbone en monoxyde de carbone, et que la recherche dans le secteur s'est intensifiée dans les années 1980, il n'existe à l'heure actuelle aucune installation industrielle de traitement du CO2.
Le méthane, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et le méthanol sont aussi des substrats et des produits de procédés enzymatiques. Dans la méthanogenèse, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et le méthanol sont convertis en méthane, si des réducteurs adéquats sont apportés[3] La méthanogénèse par les archées méthanogènes est réversible[4].
Dans la photosynthèse,le dioxyde de carbone et l'eau sont convertis en sucres (et en O2), l'énergie (thermique) pour cette réaction très énergivore venant de la lumière du soleil.
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