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Les plantes sont inégalées dans leur capacité à capter le CO2 de l’air, mais cet avantage est temporaire, car les cultures restantes rejettent du carbone dans l’atmosphère, principalement par décomposition. Des chercheurs ont proposé un sort plus permanent, et même utile, pour ce carbone capturé en transformant les plantes en un matériau industriel précieux appelé carbure de silicium (SiC) – offrant une stratégie pour transformer un gaz à effet de serre atmosphérique en un matériau précieux sur le plan économique et industriel.

Le CO2 transformé en SIC

Dans une nouvelle étude, des scientifiques du Salk Institute ont transformé des cosses de tabac et de maïs en SiC et ont quantifié le processus avec plus de détails que jamais auparavant. Ces résultats sont essentiels pour aider les chercheurs, tels que les membres de l’initiative « Harnessing Plants » du Salk Institute, à évaluer et à quantifier les stratégies de séquestration du carbone, afin d’atténuer potentiellement le changement climatique, alors que les niveaux de CO2 continuent d’augmenter à des niveaux sans précédent.
« Cette étude présente une comptabilité très précise de la façon dont on fabrique cette précieuse substance et du nombre d’atomes de carbone que l’on a retiré de l’atmosphère. Et avec ce chiffre, on peut commencer à extrapoler le rôle que les plantes pourraient jouer dans l’atténuation des gaz à effet de serre tout en convertissant un sous-produit industriel, le CO2, en matériaux précieux en utilisant des systèmes naturels comme la photosynthèse », explique Joseph Noel, coauteur et professeur à Salk.
Le SiC est un matériau ultra-dur utilisé dans les céramiques, le papier de verre, les semi-conducteurs et les LED. L’équipe de Salk a utilisé une méthode précédemment rapportée pour transformer la matière végétale en SiC en trois étapes en comptant les carbones à chaque étape.
Tout d’abord, les chercheurs ont cultivé du tabac, choisi pour sa courte saison de croissance, à partir des graines. Ils ont ensuite congelé et broyé les plantes récoltées pour en faire une poudre qu’ils ont traitée avec plusieurs produits chimiques, dont un composé contenant du silicium. Dans la troisième et dernière étape, les plantes en poudre ont été pétrifiées (transformées en une substance pierreuse) pour fabriquer du SiC, un processus qui implique de chauffer le matériau jusqu’à 1600°C.

Un matériau vert de grande valeur

Ce qui est gratifiant, c’est que nous avons pu démontrer la quantité de carbone qui peut être piégée à partir de déchets agricoles tels que les enveloppes de maïs, tout en produisant un matériau vert de grande valeur, généralement produit à partir des combustibles fossiles », a déclaré la première auteure, Suzanne Thomas, une chercheuse de Salk.
Grâce à l’analyse élémentaire des poudres végétales, les auteurs ont mesuré une multiplication par 50 000 du carbone séquestré entre la graine et la plante cultivée en laboratoire, ce qui démontre l’efficacité des plantes à absorber le carbone atmosphérique. Lorsqu’il est chauffé à haute température pour être pétrifié, le matériel végétal perd un peu de carbone sous forme de divers produits de décomposition, mais conserve finalement environ 14 % du carbone capturé par la plante.
Les chercheurs ont calculé que le processus de fabrication de 1,8 g de SiC nécessitait environ 177 kW/h d’énergie, la majorité de cette énergie (70 %) étant utilisée pour le four lors de l’étape de pétrification. Les auteurs notent que les procédés actuels de fabrication du SiC ont des coûts énergétiques comparables. Ainsi, bien que l’énergie nécessaire à la production signifie que le processus de transformation des plantes en SiC n’est pas neutre en carbone, l’équipe suggère que les nouvelles technologies créées par les entreprises d’énergie renouvelable pourraient faire baisser les coûts énergétiques.

Utiliser d’autres plantes

« Il s’agit d’un pas en avant vers la fabrication de SiC selon une approche respectueuse de l’environnement », déclare James La Clair, coauteur et chercheur invité à Salk. L’équipe espère ensuite explorer ce processus avec une plus grande variété de plantes, en particulier des plantes comme la prêle ou le bambou, qui contiennent naturellement de grandes quantités de silicium.
Cette recherche a été publiée dans RSC Advances.
Source : Salk Institute
Crédit photo : StockPhotoSecrets