Changement climatique : comment ce matériau pourrait éliminer le surplus de dioxyde de carbone

Les changements climatiques et le réchauffement climatique sont en grande partie causés par les énergies fossiles : elles émettent du dioxyde de carbone (CO₂) en surplus. L’une des solutions originales pour affronter ce problème serait d’éliminer ce surplus de CO₂ en le capturant, puis en l’isolant, empêchant ainsi l’effet de serre. Une équipe de chercheurs a récemment développé un matériau qui serait capable de le faire. Ils ont publié leur travail dans Nature Communication fin septembre 2019, avant de l’annoncer publiquement le 11 octobre sur le site de l’université de Kyoto.

Preuve que cette piste prend de l’importance, le 24 septembre 2019, l’ONG Energy Future Initiative, dirigée par l’ancien secrétaire américain à l’énergie Ernest Moniz, révélait un rapport au sujet de l’urgence d’une réduction du dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Ce rapport suggère au gouvernement américain un plan de financement de la recherche sur 10 ans, pour un coût de 10,7 milliards de dollars, afin de développer des technologies en ce sens.

Mindy Takamiya

Le CO² pourrait être converti en matériaux utiles

Des techniques ont d’ores et déjà été conçues pour capturer le CO₂ et l’isoler, voire pour le convertir. C’est par exemple le cas d’une entreprise comme Climeworks, qui entend réduire de 1 % les émissions mondiales de dioxyde de carbone d’ici 2025 grâce à son système breveté de filtrage. Mais selon les chercheurs de l’université de Kyoto, toutes les technologies imaginées jusqu’à maintenant ont un coût trop élevé, financièrement ou en énergie dépensée. Dans leur article, ils expliquent avoir développé un matériau poreux qui peut spécifiquement capturer les molécules de CO₂ et les convertir en matériaux organiques. L’intérêt de cette innovation est que le piège se veut « rapide et efficace ».

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Ce matériau appartient à la catégorie des polymères de coordination poreux (PCP). Il est composé d’ions en métal de zinc. Les PCP sont déjà réputés pour leur bonne absorption des gaz, grâce à leur forte porosité. Mais le matériau développé par les scientifiques est particulièrement adapté au CO₂. Qui plus est, ce n’est pas un procédé technologique, mais un procédé organique, ce qui limite l’énergie nécessaire.

Concrètement, il faut imaginer une hélice agissant comme catalyseur (voir image d’illustration au-dessus et ci-dessous). À mesure qu’elle tourne, elle « attrape » les molécules de CO₂, les faisant tourner elles aussi. Ainsi, entraînées dans la rotation, les molécules se réorganisent au sein du composé organique. Elles sont alors piégées.

Mindy Takamiya

Le matériau en PCP est renouvelable, car même après une dizaine de cycles, l’efficacité du catalyseur n’a pas diminué, d’après les conclusions du processus de recherche. Une fois le procédé d’absorption du dioxyde de carbone réalisé, le matériau inventé par les scientifiques peut être notamment converti en polyuréthane. Ce polymère, très souple, est énormément utilisé dans notre quotidien : pour les combinaisons des natation, les mousses de canapé, les sièges de voiture, etc.

L’apport écologique de cette invention est double : non seulement le taux de dioxyde de carbone dans l’air pourrait être considérablement réduit, mais il peut être recyclé en matériaux utiles. Bien que le matériau ne semble forcément utilisable immédiatement tel quel, cette étude démontre les capacités d’une recherche autour des pièges à carbone peu couteux en énergie car imaginés à partir de polymères.