En 2023, les concentrations atmosphériques de CO2 ont atteint 420 ppm (parties par million) selon les Nations Unies. Pour limiter leur impact sur notre planète, il est nécessaire de se tourner vers des solutions réduisant les émissions, mais également de capter le carbone rejeté dans l’atmosphère. Aujourd’hui, certaines technologies permettent d’éliminer une grande quantité de CO2 dans l’atmosphère. Cependant, le coût de son captage, de son transport et de son stockage varie de 40 à 200 €/tonne, d’après des chiffres issus d’un rapport de l’Ifri et publiés sur Polytechnique insights. Ce qui est nettement plus élevé que le prix du carbone sur le marché. Dans le but de rendre les dispositifs de capture plus intéressants économiquement, des chercheurs du MIT ont mis au point une électrode capable de transformer le CO2 en divers produits, tels que du carburant.
Une électrode utilisant du téflon
Pour transformer le carbone, les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont mis au point un procédé innovant. Une électrode de diffusion de gaz constituée d’une solution électrolytique à base d’eau et d’un matériau catalyseur qui vont interagir avec un courant électrique. Si, aux premiers abords, leur dispositif semble être relativement simple, ils ont dû faire face à un problème lors de sa conception. En effet, les matériaux de l’électrode doivent être à la fois d’excellents conducteurs et hydrophobes. Pourtant, plus leur conductivité est élevée, plus ils sont hydrophiles. Après plusieurs mois de recherches, ils ont décidé d’utiliser le PTFE (téflon), un matériau connu pour ses propriétés hydrophobes, et ont optimisé sa conductivité électrique en tissant des fils de cuivre.
Une électrode capable de convertir le CO2 en éthylène
Les chercheurs du MIT ont fabriqué leur électrode pour produire de l’éthylène à partir du carbone capté dans l’atmosphère et par conversion électrochimique. Indispensable dans de nombreuses applications industrielles, cet hydrocarbure insaturé peut être transformé en carburant, ainsi qu’en différents plastiques. La méthode de conversion développée par l’équipe pourrait également être utilisée pour convertir le carbone en d’autres produits de grande valeur, tels que le méthane, le méthanol ou le monoxyde de carbone. Pour information, selon Statista, le prix de l’éthylène dans le monde a été évalué à environ 850 € par tonne métrique en 2023.
Des performances qui dépendent de la taille de l’électrode
Dans la réalisation de ses recherches, le groupe de chercheurs du MIT a conçu, dans un premier temps, des échantillons de 2,5 cm. Dans l’optique d’analyser l’efficacité de son électrode, il a ensuite procédé à des expériences avec des dispositifs de différentes tailles. Les tests ont permis de mettre en lumière la relation entre les dimensions des systèmes de conversion du CO2 et leur conductivité. Suite aux résultats, les scientifiques du Massachusetts Institute of Technology ont conclu que cette dernière peut diminuer grandement en fonction de la taille des électrodes.
D’après eux, pour améliorer l’efficacité des dispositifs de grandes dimensions destinés à des applications industrielles, il serait donc indispensable d’ajouter des fils conducteurs. Il est à noter que les données expérimentales collectées lors des travaux ont permis aux chercheurs de déterminer les distances les plus adaptées entre les fils de cuivre pour améliorer la conductivité de leur électrode. Plus d’informations sur la page dédiée du MIT. Que pensez-vous de cette invention ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .