La capture de carbone inspirée par la nature
par Gina Wynn
Des chercheurs de l’Institut de Technologie de Tokyo (Tokyo Tech) au Japon se sont tournés vers la nature pour repenser aux possibilités pour la capture du dioxyde de carbone de l’atmosphère pour combattre sa menace à notre environnement et à la santé publique.
Ce n’est pas un secret que les grandes concentrations de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, dans notre atmosphère provenant des combustibles fossiles qui brûlent, comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel, contribuent aux changements climatiques. Chez les humains, l’exposition à une trop grande concentration de dioxyde de carbone peut se solder par des effets nocifs sur la santé, incluant l’essoufflement, la somnolence, les étourdissements, les maux de tête, une productivité plus faible, et plus.
La technologie
Après des décennies de travail, les chimistes de la Tokyo Tech ont récemment connu le succès au moyen d’un processus appelé l’électrocatalyse pour réduire la quantité de dioxyde de carbone dans les gaz ayant de faibles concentrations de dioxyde de carbone.
Ce travail est significatif puisqu’il est l’un des très peu nombreux projets qui mettent l’accent sur l’amélioration de la capture directe des concentrations de dioxyde de carbone aussi faibles qu’un pour cent. Les évacuations d’industries lourdes contiennent typiquement de faibles niveaux de dioxyde de carbone (aux alentours de 3 à 13 pour cent). Des études antérieures visaient la réduction du dioxyde de carbone à des niveaux plus élevés.
Apprendre de la nature
L’équipe de recherche, dirigée par Osamu Ishitani du département de chimie, a pu être inspirée par la façon dont les plantes fonctionnent depuis la nuit des temps. La respiration des plantes est possible grâce à la transformation de faibles concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère (environ 400 ppm, ou 0,04 pour cent).
Le journal Chemical Science a publié l’étude qui explique comment l’équipe de chimistes, qui comprenait Hiromu Kumagai et Tetsuya Nishikawa, a effectué une percée au moyen du processus d’électrocatalyse. L’électrocatalyse prend son énergie d’un ensemble de réactions électrochimiques pour accélérer une autre réaction.
En exploitant les capacités d’un catalyseur à base de rhénium, ils ont pu capter de dioxyde de carbone à faible concentration en présence du triéthanolamine (TEOA).
Un succès expérimental
Selon les rapports de l’université « Dans une série d’expériences pour évaluer l’activité électrocatalytique, les chercheurs ont trouvé qu’à des concentrations de 1 pour cent du dioxyde de carbone, le catalyseur à base de rhénium a montré une très grande sélectivité (94 pour cent) vers la formation du monoxyde de carbone. »
L’équipe croit que l’insertion efficace du dioxyde de carbone dans le lien rhénium-oxygène est responsable des succès des expériences. Elle a pu aussi contribuer aux résultats les plus remarquables de l’étude : la capacité de la technologie à travailler avec des concentrations particulièrement faibles de dioxyde de carbone.
Potentiel pour le futur
La méthode électrocatalytique de Tokyo Tech élimine les processus de condensation très énergivores qui sont typiquement nécessaires pour la capture du carbone. Les méthodes actuelles, comme la capture directe dans l’air, sont aussi très coûteuses.
Ishitani et ses collègues espèrent qu’une version à plus grande échelle de leur technologie électrocatalytique pourrait offrir une option plus viable et plus écologique pour la capture de carbone de l’atmosphère — aidant ainsi au contrôle des changements climatiques et assurant un air propre pour les générations futures.
