Mélanie Thomas
Le captage du carbone est une méthode prometteuse pour contribuer à ralentir le changement climatique. Avec cette approche, le dioxyde de carbone (CO2) est piégé avant de s’échapper dans l’atmosphère, mais le processus nécessite une grande quantité d’énergie et d’équipement. Aujourd’hui, des chercheurs publiés dans ACS Central Science ont conçu un système de capture utilisant une cellule électrochimique qui peut facilement capturer et libérer du CO2. L’appareil fonctionne à température ambiante et nécessite moins d’énergie que les systèmes conventionnels de capture du carbone à foundation d’amines.
De nombreuses industries se tournent vers l’électrification pour réduire les émissions de carbone, mais cette strategy n’est pas réalisable pour tous les secteurs. Par exemple, le CO2 est un sous-produit naturel de la fabrication du ciment et constitue donc à lui seul un contributeur majeur aux émissions. L’excès de gaz peut être piégé grâce à des technologies de capture du carbone, qui reposent généralement sur des amines pour aider à « nettoyer » le polluant en s’y liant chimiquement. Mais cela nécessite également beaucoup d’énergie, de chaleur et d’équipements industriels, ce qui peut brûler encore furthermore de combustibles fossiles. Le captage du carbone pourrait lui-même être électrifié à l’aide de cellules électrochimiques, et ces dispositifs pourraient être alimentés par des sources d’énergie renouvelables. Ainsi, Fang-Yu Kuo, Sung Eun Jerng et Betar Gallant voulaient développer une cellule électrochimique able de piéger facilement et de manière réversible le CO2 avec un apport d’énergie nominal.
L’équipe a d’abord développé une cellule électrochimique capable à la fois de capter et de libérer le carbone émis en « balançant » des cations chargés positivement à travers une amine liquide dissoute dans du diméthylsulfoxyde. Lorsque la cellule était déchargée, un cation Lewis fort a interagi avec l’acide carbamique, libérant du CO2 et formant l’amine carbamate. Lorsque le processus était inversé et que la cellule était chargée, le cation était éliminé et la cellule pouvait capturer le CO2 et reformer l’acide carbamique au cours du processus.
Les chercheurs ont optimisé le processus d’échange d’ions avec une combinaison d’ions potassium et zinc. Dans une cellule prototype, ils ont utilisé ces deux ions comme foundation pour la cathode et l’anode de la cellule. Cette cellule nécessitait moins d’énergie que les autres cellules thermiques et était compétitive avec d’autres cellules électrochimiques lors des premières expériences. De furthermore, ils ont testé la stabilité à long terme de l’appareil et ont constaté que près de 95 % de sa capacité d’origine était maintenue après plusieurs cycles de cost et de décharge, démontrant ainsi la faisabilité du système. Les chercheurs affirment que ces travaux montrent qu’une option électrochimique est feasible et pourrait contribuer à rendre les technologies de seize-libération keep on de CO2 in addition pratiques pour les programs industrielles.
