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Imaginez-vous en train de capter le dioxyde de carbone des gaz d’échappement des voitures et d’autres sources et de transformer ce principal gaz à effet de serre en carburants comme le gaz naturel ou le propane : un rêve qui est maintenant réalisable.

Un catalyseur pour produire du carburant à partir du CO2

Plusieurs études récentes ont montré un certain succès dans cette conversion, mais une nouvelle approche des ingénieurs de l’Université de Stanford produit quatre fois plus d’éthane, de propane et de butane que les méthodes existantes qui utilisent des procédés similaires. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une panacée, cette avancée pourrait réduire considérablement l’impact à court terme sur le réchauffement climatique.
« On peut imaginer un cycle neutre en carbone qui produit du carburant à partir du dioxyde de carbone et le brûle, créant ainsi du nouveau dioxyde de carbone qui serait ensuite transformé en carburant », a déclaré Matteo Cargnello, professeur adjoint de génie chimique à Stanford.
Les précédents efforts pour convertir le CO2 en carburant comportaient un processus en deux étapes. La première étape consistait à réduire le CO2 en monoxyde de carbone, puis la seconde à combiner le CO avec de l’hydrogène pour produire des combustibles hydrocarbonés. Le plus simple de ces combustibles est le méthane, mais d’autres combustibles qui peuvent être produits comprennent l’éthane, le propane et le butane.
L’éthane est un proche parent du gaz naturel et peut être utilisé industriellement pour fabriquer de l’éthylène, un précurseur des plastiques. Le propane est couramment utilisé pour chauffer les maisons et alimenter les grils à gaz. Le butane est un combustible courant dans les briquets et les réchauds de camping.
Cargnello pensait qu’il serait beaucoup plus efficace de réaliser ces deux étapes en une seule réaction et s’est mis à créer un nouveau catalyseur qui pourrait simultanément éliminer une molécule d’oxygène du CO2 et de le combiner avec l’hydrogène. L’équipe a réussi en combinant des nanoparticules de ruthénium et d’oxyde de fer dans leur catalyseur.

Le ruthénium améliore le processus de formation d’hydrocarbures

« Le ruthénium se trouve au centre et est encapsulé dans une gaine extérieure de fer », a déclaré Aisulu Aitbekova, doctorant dans le laboratoire de Cargnello et auteur principal de l’article. « Cette structure active la formation d’hydrocarbures à partir du CO2. Cela améliore le processus du début jusqu’à la fin. »
Lorsque le groupe a testé son catalyseur en laboratoire, il a constaté que la production des carburants comme l’éthane, le propane et le butane était beaucoup plus élevés que celui des précédents catalyseurs. Cependant, le groupe fait encore face à quelques défis. Ils aimeraient réduire l’utilisation de métaux nobles comme le ruthénium et optimiser ce catalyseur afin qu’il puisse produire plus de sortes des carburants.
Bien que ce procédé ne soit encore qu’un prototype de laboratoire, les chercheurs s’attendent à ce qu’il puisse être suffisamment optimisé pour produire de grandes quantités de combustibles. Il reste cependant beaucoup de travail à faire avant que les consommateurs puissent acheter des produits basés sur cette technologie.

Un procédé qui pourrait produire plusieurs autres produits

Le groupe développe également des moyens de fabriquer d’autres produits bénéfiques, pas seulement des carburants. L’un de ces produits est l’oléfine, qui peut être utilisée dans un certain nombre d’applications industrielles et qui est le principal ingrédient des plastiques.
Cette recherche a été publiée dans Angewandte Chemie.
Source : Stanford University
Crédit photo : Pixabay