L’invention fortuite d’un système de capture du CO₂, abordable et facile à utiliser

Les émissions mondiales de gaz à effet de serre liées à l’énergie ont progressé de 321 millions de tonnes en 2022, selon l’Agence Internationale de l’Énergie. Par rapport à 2021, une hausse de 0,9 % a été constatée. Cette croissance a été plus ou moins maîtrisée grâce au développement des technologies bas carbone et aux mesures mises en œuvre sur l’efficacité énergétique. Néanmoins, elle demeure alarmante face au réchauffement climatique actuel. L’un des meilleurs moyens pour réduire ces émissions est la capture du CO₂. Cette méthode existe depuis des années, mais elle peine à se développer en raison de son coût élevé et de son efficacité limitée. Il est actuellement primordial de surmonter ces deux obstacles. Récemment, une équipe de chercheurs de l’Université Rice, aux États-Unis, a notamment déclaré avoir trouvé un procédé simple et moins coûteux pour capter le dioxyde de carbone de tous les types d’émissions. Explications.

Comment ce procédé de captage de CO₂ a été inventé ?

Les études antérieures, dirigées par l’ingénieur chimiste Haotian Wang, se focalisaient sur la synthèse de produits liquides purs à partir du dioxyde carbone. Durant le processus de recherche, un scientifique de l’équipe avait observé que des bulles de gaz inattendues s’échappaient de la chambre centrale du réacteur. Wang et ses collègues ont commencé à s’intéresser à ce phénomène après avoir su que les bulles se multipliaient en y appliquant plus de courant. Plus tard, ils avaient compris ce processus exceptionnel.

En fait, au cours des réactions de réduction de l’oxygène au niveau de la cathode du réacteur, une interface alcaline se produisait. L’interaction de celle-ci avec le dioxyde de carbone entraînait la formation d’ions carbonate. Ces derniers se déplaçaient vers la couche d’électrolyte solide du réacteur et s’associaient avec les protons provenant de l’oxydation des molécules d’eau au niveau de l’anode. Cela générait un flux continu de CO₂ de pureté supérieure. Suite à cette découverte, les chercheurs ont ajusté et optimisé leur technologie pour cette nouvelle application.

Quels sont les principaux atouts de ce nouveau dispositif ?

La conception de cette nouvelle technologie de capture de CO₂ serait plus simple que celle des dispositifs traditionnels. En effet, le réacteur comprend principalement :

• une cathode assurant le processus de réduction de l’oxygène,
• une anode performante où a lieu le processus d’évolution de l’oxygène,
• une couche d’électrolyte solide et poreuse garantissant une meilleure conduction ionique.

Cette méthode électrochimique serait capable d’éliminer plus de 98 % du CO₂ présent dans un gaz de combustion. Outre cela, elle présente un coût plus réduit, expliquent les ingénieurs. Ce processus ne nécessite aucun produit chimique. Sa consommation d’énergie est relativement faible grâce à l’absence d’une étape de chauffage à des températures élevées. Il suffit de brancher l’appareil sur une prise de courant pour le faire fonctionner.

D’après Peng Zhu, étudiant diplômé en génie chimique et biomoléculaire, cette machine peut produire 10 à 25 l de dioxyde de carbone pur avec seulement une quantité d’électricité équivalant à celle utilisée pour alimenter une lampe de 50 W sur une heure. Wang a, d’ailleurs, précisé que son empreinte carbone est minime si l’on recourt à une source d’énergie renouvelable et propre. L’autre avantage principal de ce nouveau procédé serait ses diverses applications possibles à grande échelle ou à petite échelle. Plus d’informations : News.rice.edu