Après 150 ans, nous avons enfin réussi à transformer le CO2 en carburant

Depuis un siècle et demi ou plus, les chercheurs tentent de trouver un moyen utile de tirer parti de tout le dioxyde de carbone qui flotte dans l’atmosphère. Nous en avons des quantités, nous les émettons chaque fois que nous expirons, mais cela ne fait que traîner dans l’atmosphère, réchauffer notre planète et causer un certain nombre d’effets secondaires potentiellement très désagréables.

Les scientifiques seraient vraiment J'adore trouver le moyen de transformer tout cela en carburant, ce qui ferait probablement d'une pierre deux coups en nous offrant un substitut aux fossiles émetteurs de gaz à effet de serre. C’est plus facile à dire qu’à faire: non seulement les scientifiques ont-ils eu du mal à comprendre comment stocker tout ce qui est réduit en dioxyde de carbone, mais ils ont encore du mal à comprendre comment la réduction de dioxyde de carbone peut même être catalysée.

En d’autres termes, les scientifiques s’intéressent essentiellement au CO2 depuis le milieu du XIXe siècle, le mélangeant avec différents matériaux, le chauffant, etc., ne réalisant qu’une réaction occasionnelle («150 years» est une référence à une expérience réalisée en 1869). chercheurs ont utilisé un électrocatalyseur pour convertir le CO2 en acide formique, un conservateur). Mais les chercheurs ont longtemps compris ce potentiel, mais ils ne comprenaient pas vraiment ce qui avait provoqué ces réactions. Cela rendait la réalisation d'expériences contrôlées impossible jusqu'à présent grâce à une nouvelle expérience réalisée par des chercheurs de la Columbia University School of Engineering. Les conclusions de leur article ont été publiées aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences.

«Nous avons commencé à faire la même chose, comme par le passé, par essais et erreurs, et en jouant avec différents matériaux pour voir comment l'efficacité de la conversion du CO2 dépend de leurs propriétés», a déclaré l'auteur Irina Chernyshova, chercheuse associée à la Columbia University School of Ingénierie et sciences appliquées, raconte Inverse. "Mais cela pourrait prendre une vie."

Chernyshova explique que leur percée concerne le processus de réduction électrochimique, ou la conversion du CO2 en une molécule plus simple en ajoutant de l’énergie électrique. En utilisant la spectroscopie Raman améliorée en surface, l'équipe a pu observer pour la première fois que le dioxyde de carbone pouvait être réduit en utilisant un seul intermédiaire - un carboxylate qui se fixe à la surface des molécules de carbone et d'oxygène - au lieu de deux.

"Depuis 150 ans, les gens savaient que c'était possible, mais ils ne pouvaient pas le commercialiser, car ils le font de manière non systématique", a déclaré Chernyshova. "Vous ne pouvez pas examiner tous les matériaux dans toutes les combinaisons possibles."

Maintenant qu'ils comprennent mieux l'électroréduction au dioxyde de carbone, les chercheurs du monde entier disposent désormais de bien meilleurs guides pour leurs propres recherches, non seulement dans le domaine des énergies renouvelables, mais dans le but de réduire le CO2 en un grand nombre de molécules plus utiles, par exemple les engrais.. Et comme nous en savons plus sur la «première étape» de ce processus, les expériences deviennent beaucoup moins chères et plus faciles à réaliser, avec un effet de frappe, espérons-le.

Sathish Ponnurangam, co-auteur de l'article, explique dans un communiqué de presse que "grâce à ces connaissances et à cette puissance de calcul, les chercheurs seront en mesure de prédire avec plus de précision la réaction sur différents catalyseurs et de spécifier ceux qui sont les plus prometteurs, testé."

Parallèlement aux efforts visant à catalyser le CO2 en utilisant la lumière directe du soleil, processus plus communément appelé photosynthèse artificielle ou semi-artificielle en raison de l’inspiration qu’il tire des plantes, les efforts pour transformer le CO2 en carburant ou en air respirable gagnent en efficacité. Plus tôt ce mois-ci, des chercheurs de l'Université de Cambridge, au Royaume-Uni, ont découvert comment fractionner plus efficacement les molécules d'eau en hydrogène (qui peut être utilisé comme carburant) et en oxygène à l'aide d'une enzyme trouvée dans les algues appelée hydrogénase.