Découverte d’une technique optimisant la conversion du carbone en carburant

La réduction électrochimique est un processus par lequel les émissions de CO2 sont transformées en matière première combustible normalement commercialisable. Malheureusement, l’inefficacité de la méthode a toujours empêché jusque-là la vente du produit. Récemment, des chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory ont développé une nouvelle technique améliorant la conversion du CO2 en combustibles liquides.

De la conversion du carbone en carburant

À l’opposé des chercheurs ayant centré leurs travaux sur la conception de meilleurs catalyseurs, l’équipe du Berkeley Lab s’est focalisée sur l’environnement catalytique. L’objectif principal de cette nouvelle façon de faire est de produire une meilleure quantité de produits riches en carbone à la fin de la procédure.

Pour leur découverte, les scientifiques ont exploité les résultats de précédentes études réalisées sur le CO2. Ces fouilles leur avaient permis d’identifier les conditions nécessaires à la création de produits riches en carbone commercialement intéressants.

La solution ? Des ionomères

Fondamentalement, le cuivre représente le meilleur catalyseur pour la réaction de réduction électrochimique. Cependant, les scientifiques ont constaté qu’il ne donnait pas une grande sélectivité aux produits souhaités. Ils se sont alors penchés sur des astuces permettant de modifier le cadre local du cuivre. Dans cette perspective, le chercheur Alexis Bell et son équipe ont opté pour une nouvelle matière : les ionomères.

Bien évidemment, le choix des chercheurs ne représente pas l’un des plus hasardeux. En réalité, les ionomères sont appropriés pour avoir une influence importante sur leur microenvironnement. Ainsi, le chercheur postdoctoral Chanyeon Kim a proposé d’habiller la surface du catalyseur en cuivre avec deux ionomères. Le groupe a constaté que les produits riches en carbone représentaient 80 % des résultats de la réaction contre 60 % auparavant.

« Ce revêtement en sandwich donne le meilleur des deux mondes : une sélectivité élevée des produits et une activité élevée. »

Alexis Bell, Chercheur principal à la division des sciences chimiques du Berkeley Lab, Professeur de génie chimique à l’UC Berkeley

Les émissions de CO2 transformées bientôt commercialisables ?

Bien que le résultat obtenu avec les ionomères soit intéressant, la cellule scientifique n’a pas été totalement satisfaite. Afin d’aller plus loin, les membres ont fait recours à une ancienne technique réputée pour produire plus de CO2. Il s’agit de l’utilisation de la tension pulsée. En conservant le revêtement d’ionomères présent à la surface du catalyseur en cuivre, ils ont appliqué une tension pulsée. Une augmentation de 250% de la production de CO2 a été notée.

« Plutôt que d’inventer un tout nouveau catalyseur, nous avons pris ce que nous savons de la cinétique d’une réaction et l’avons utilisé pour guider notre réflexion sur la façon de modifier l’environnement du site du catalyseur. »

Adam Weber, Chercheur du domaine des technologies énergétiques du Berkeley Lab

De tels résultats poussent à croire que prochainement, les émissions de CO2 transformées par la technique modifiée de réduction électrochimique seront commercialement viables.

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