Marrakech, 10 févr. (Maroc-Actu) –
Un nouveau catalyseur mis au point à Stanford permet d’accroître la production d’hydrocarbures composés de longues chaînes de carbone et d’hydrogène. à partir du CO2 capté dans l’environnement.
Le nouveau système a produit 1 000 fois plus de butanele plus long hydrocarbure qu’il pouvait produire sous sa pression maximale, que le catalyseur standard étant donné les mêmes quantités de dioxyde de carbone, d’hydrogène, de catalyseur, de pression, de chaleur et de temps.
Le nouveau catalyseur est composé de l’élément ruthénium, un métal de transition rare appartenant au groupe du platine, recouvert d’une fine couche de plastique. Comme tout catalyseur, cette invention accélère les réactions chimiques sans s’épuiser dans le processus. Le ruthénium présente également l’avantage d’être moins cher que d’autres catalyseurs de haute qualité, comme le palladium et le platine.
« Nous pouvons créer de l’essence, essentiellement », a-t-il dit. dans une déclaration Mateo Cargnello, qui est professeur adjoint d’ingénierie chimique. « Pour capturer autant de carbone que possible, des hydrocarbures à chaîne plus longue sont souhaitables. Des chaînes de huit à douze atomes de carbone seraient idéales. »
Cargnello et son équipe décrivent le catalyseur et les résultats de leurs expériences dans leur dernier article, publié cette semaine dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).
Il a fallu sept ans à Cargnello et à son équipe pour découvrir et perfectionner le nouveau catalyseur. Le problème : plus la chaîne d’hydrocarbures est longue, plus il est difficile de la produire. La liaison carbone-carbone nécessite de la chaleur et une pression élevée, ce qui rend le processus coûteux et gourmand en énergie..
En ce sens, la capacité du nouveau catalyseur à produire de l’essence à partir de la réaction constitue une percée, a déclaré M. Cargnello. Le réacteur de son laboratoire aurait seulement besoin d’une pression plus élevée pour produire tous les hydrocarbures à longue chaîne pour l’essence, et ils sont en train de construire un réacteur à haute pression.
L’essence est liquide à température ambiante et donc beaucoup plus facile à manipuler que ses frères gazeux à chaîne courte (méthane, éthane et propane), qui sont difficiles à stocker et susceptibles de s’échapper dans le ciel. M. Cargnello et d’autres chercheurs travaillant à la production de carburants liquides à partir du carbone capturé envisagent un cycle neutre en carbone dans lequel le dioxyde de carbone est collecté, puis converti en carburant, est brûlé à nouveau, et le dioxyde de carbone qui en résulte recommence le cycle.
La clé de cette remarquable augmentation de la réactivité réside dans le revêtement plastique poreux du ruthénium, explique l’auteur principal, Chengshuang Zhou, candidat au doctorat dans le laboratoire de Cargnello, qui a effectué les recherches et les expériences nécessaires pour affiner le nouveau revêtement. Un catalyseur non revêtu fonctionne bien, a-t-il précisé, mais ne produit que du méthane, l’hydrocarbure à la chaîne la plus courte, qui ne comporte qu’un seul atome de carbone lié à quatre hydrogènes. Ce n’est pas vraiment une chaîne du tout.
« Un catalyseur non revêtu est couvert d’une trop grande quantité d’hydrogène à sa surface, ce qui limite la capacité du carbone à trouver d’autres carbones avec lesquels se lier », a expliqué M. Zhou. « Le polymère poreux contrôle le rapport carbone/hydrogène et nous permet de créer des chaînes de carbone plus longues à partir des mêmes réactions.. Cette interaction particulière et cruciale a été démontrée par des techniques synchrotron au SLAC National Laboratory en collaboration avec l’équipe du Dr Simon Bare.
Si les hydrocarbures à longue chaîne constituent une utilisation innovante du carbone capturé, ils ne sont pas parfaits, reconnaît M. Cargnello. Il travaille également sur d’autres catalyseurs et processus similaires qui convertissent le dioxyde de carbone en produits chimiques industriels précieux, tels que les oléfines utilisées pour fabriquer des plastiques, le méthanol et le Saint Graal, l’éthanol, qui peuvent tous séquestrer le carbone sans le renvoyer dans l’atmosphère.
« Si nous pouvons produire des oléfines à partir du CO2 pour fabriquer des plastiques », Cargnello a noté que « nous l’avons séquestré dans un solide stockable à long terme. Ce serait une bonne chose.
