Des chercheurs découvrent par hasard comment transformer le CO2 en carburant

Rédigé par DANIEL MÜTZEL

Trouver une utilité au CO2 est un vieux rêve de l’humanité. Ou, du moins, pour les gens de notre époque. Car en pleine période de changement climatique, peu de molécules nous sont aussi hostiles que les millions de tonnes de CO2 rejetées chaque année par nos cheminées et pots d’échappement, et qui, une fois dans l’atmosphère, font fondre nos chères calottes glaciaires.

Aujourd’hui, des scientifiques américains ont fait une découverte qui, si elle ne résout pas tous nos problèmes de CO2, pourrait tout de même les atténuer significativement. Le nanochimiste Adam Rondinone et ses collègues du laboratoire d’Oak-Ridge, du ministère américain de l’Énergie, ont découvert un procédé permettant de transformer le CO2 en éthanol combustible — et tout ça par hasard.

« Nous n’en étions qu’à étudier la première étape de la réaction quand nous avons remarqué que le catalyseur réalisait toute la réaction de lui-même », explique Rondinone.

Le chercheur décrit ainsi les ingrédients de son expérience : on prend une pincée de nanoparticules de cuivre qu’on saupoudre sur une surface de particules de carbone enrichies d’azote. Les particules de carbone forment des « nanospikes », c’est-à-dire de minuscules paratonnerres, larges de quelques atomes seulement à leur sommet, et capables de créer un fort champ de tension électrique (un nanomètre = un milliardième de mètre).

Voilà à peu près à quoi ressemble la rencontre entre des particules de cuivre et des nano-stalagmites de carbone. Image : Oak Ridge National Laboratorium.
Ce mélange très réactif produit dans un espace réduit devient un catalyseur qui, sous l’effet d’un courant électrique, transforme directement le dioxyde de carbone en éthanol.

D’après les chercheurs, l’efficacité du procédé est de 63 à 70 pour cent, et ne produit donc que peu de déchets. De plus, il est économe en énergie, puisqu’une tension de 1,2 volt seulement suffit à lancer la réaction.
En réalité les chercheurs n’avaient pas du tout prévu de générer du carburant. Comme l’écrit le journaliste Colin Jeffrey dans New Atlas, cette réaction électrochimique ne produit normalement pas d’éthanol, mais un ensemble d’autres composés chimiques, du méthanol, de l’éthyle ou du monoxyde de carbone. « Nous pensions faire du méthanol », indique Rondinone dans une vidéo expliquant l’expérience. « Mais en réalité nous avons produit de l’éthanol, ce qui est très intéressant d’un point de vue scientifique. »

La composante décisive de cet étonnant résultat serait la nanostructure du catalyseur, comme l’expliquent les chercheurs sur leur site. C’est grâce aux nanotechnologies que le catalyseur a pu produire des résultats inespérés.

« En combinant des matériaux connus avec les nanotechnologies, nous avons appris comment contrôler les réactions secondaires pour n’obtenir que le résultat final souhaité », explique Rondinone. Autre avantage : comme l’indiquent les chercheurs, l’éthanol obtenu peut être utilisé comme carburant sans traitement chimique supplémentaire.

Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont testé leur découverte surprise qu’à petite échelle, en laboratoire ; pour avoir un vrai impact sur le climat, il faudrait pouvoir passer à une échelle bien supérieure.

Grâce à la relative simplicité du dispositif (matériaux peu chers, faible consommation électrique, production d’éthanol à température ambiante), Rondinone et ses collègues croient néanmoins à une application industrielle de leur procédé. Par exemple, il permettrait de stocker le surplus d’énergie produit par les panneaux solaires ou les éoliennes en le transformant en éthanol. « Cela pourrait aider à lisser les irrégularités de production des énergies renouvelables. »

SUJETS: énergie, énergies renouvelables, ethanol, nanotechnologies, chimie inorganique, combustibles fossiles, énergie solaire, recherche

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