Recycler le CO2 plus efficacement et proprement ?
Publié par Adrien le 23/01/2019 à 08:00
Source: CEA

(c) Mutlu Kurtbas
Les chercheurs de l'Institut Frédéric-Joliot et leurs partenaires ont élaboré un nouveau catalyseur particulièrement efficace pour la réduction du CO2 dans l'eau.

Le CO2, avec les autres gaz à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou...) qui s'accumulent dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) depuis l'ère préindustrielle, est l'une des causes dominantes du réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène...) actuel. A la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) de nouveaux moyens durables pour produire de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), les scientifiques imaginent des procédés innovants pour recycler ce CO2 en carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) ou en brique de synthèse pour des composés organiques d'intérêt, par exemple pharmaceutiques.

Le CO2 peut être réduit en monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule semi-développée C=O ou –C≡O+, la molécule est composée d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène. Ce...) (CO), lui-même pouvant être recyclé en hydrocarbures (procédé de Fischer-Tropsch). La réduction du CO2 nécessite cependant d'importants apports en énergie et l'emploi de différents acides et solvants, nocifs pour l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...). Pour pallier ces problèmes, des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) Frédéric-Joliot (I2BC@Saclay) et leurs partenaires (1) viennent d'élaborer un catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas dans...) qui offre une réduction efficace et propre du CO2 en CO en milieu aqueux. Ce dernier aspect est fort intéressant car l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) est en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) un solvant propre et une source de protons nécessaires pour la réaction. Ce système ne nécessite donc pas d'additifs de type acides organiques habituellement employés.

Ce catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie...) hyper efficace est une porphyrine de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus...), molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui...) à structure cyclique, comme l'hème de l'hémoglobine qui sert à fixer l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) dans les globules rouges. Il possède une grande stabilité, ce qui signifie qu'il peut servir longtemps avant d'être remplacé. Grâce à l'ajout de fonctions portant des charges positives proche de l'atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps...) de fer, sa vitesse (On distingue :) est accélérée de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux catalyseurs décrits jusqu'à présent dans la littérature. Ces éléments en font une alternative bien plus économe en énergie que les solutions actuelles. Les mécanismes de cette formidable hausse des performances ne sont pas encore bien compris: les chercheurs s'attellent donc à présent à les expliquer.

Note:
(1) l'Institut de Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) Moléculaire et des Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) d'Orsay (ICMMO1) et l'Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR2)


Références

Local ionic liquid environment at a modified iron porphyrin catalyst enhances electrocatalytic performance of CO2 to CO reduction in water| Chemical Communications
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