Le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère contribue à l’effet de serre, un phénomène responsable du réchauffement de la Terre. Il est donc crucial de réduire son taux pour limiter ses conséquences sur l’environnement. Des chercheurs explorent aujourd’hui diverses voies pour l’extraire de l’air et des gaz d’échappement des centrales électriques. Le CO₂ capturé peut être transformé en combustible respectueux de l’environnement. Mais le problème est que la plupart des méthodes développées jusqu’à présent affichent un faible rendement en carbone ou produisent des carburants inflammables, toxiques ou inutilisables. Dans cette nouvelle étude, des ingénieurs du MIT et de l’Université de Harvard, aux États-Unis, ont réussi à créer un procédé efficace et écologique pour convertir le CO₂ en cristaux de formiate. Découverte.
Comment se passe ce processus de conversion de CO₂ ?
Ce nouveau procédé électrochimique consiste d’abord à récupérer le dioxyde de carbone dans l’air ou dans les émissions des centrales électriques. Le gaz capturé est directement transformé en une solution alcaline de bicarbonate ou de métal liquide. Ce dernier est ensuite converti en formiate de potassium ou de sodium liquide à l’aide d’électrolyseur à membrane échangeuse de cations. Cet appareil d’électrolyse innovant est alimenté par un système de production d’énergie à faible émission (éolien, solaire, hydraulique ou nucléaire). La solution produite avec une forte concentration de formiate de potassium ou de sodium liquide est séchée par évaporation solaire. Ce qui permet d’obtenir un carburant en poudre stable, qui peut être stocké dans des réservoirs en acier sur de longues périodes.
Comment sont-ils parvenus à atteindre cette efficacité élevée ?
Ces ingénieurs ont affirmé que leur procédé à l’échelle du laboratoire était capable de convertir électrochimiquement le CO₂ en formiate avec une efficacité supérieure à 96 %. À titre de comparaison, les autres méthodes présentent généralement une efficacité inférieure à moins de 20 %, selon le professeur Ju Li, auteur principal de cette étude. L’équipe a pu obtenir un rendement nettement plus élevé avec son nouveau processus grâce à de nombreuses améliorations. En effet, elle a conçu des matériaux membranaires pour l’électrolyseur afin de prévenir l’accumulation de certains sous-produits chimiques. Il est à préciser que ce dépôt nocif modifie le pH, qui provoque une diminution progressive de l’efficacité du système au fil du temps.
Ces ingénieurs ont donc réussi à atteindre un pH équilibré pour une conversion continue et stable de la solution de bicarbonate ou de métal liquide en formiate solide. Pendant les essais en laboratoire, le système a tourné durant plus de 200 h, sans baisse significative de la production. Tout le processus a été soumis à des températures ambiantes et à des pressions relativement faibles. Cette équipe de recherche a également résolu le problème de production d’autres substances chimiques inutiles à cause des réactions secondaires indésirables. Elle a empêché ces réactions en insérant une couche « tampon » supplémentaire en laine de verre et en bicarbonate dans le système.
Quels sont les avantages du formiate de potassium ou de sodium ?
Le formiate est souvent utilisé comme dégivrant pour les trottoirs et les routes. C’est une substance sans danger pour la santé et l’environnement. Elle est facile à transporter, à stocker et à utiliser. Elle possède une durée de vie indéfinie, ce qui facilite son stockage pendant des années, voire des décennies, sans perte d’efficacité importante. Ce qui n’est pas le cas d’autres carburants tels que l’hydrogène et le méthanol. Lors de l’expérience en laboratoire, l’utilisation du formiate dans une pile à combustible a été démontrée à petite échelle pour produire de l’électricité. Il est bon de noter que ce carburant décarboné peut être adapté à de multiples applications domestiques ou industrielles. Plus d’informations : MIT. Que pensez-vous de cette invention ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .