Un nouveau catalyseur améliore la technologie de capture et l’utilisation du carbone

Une nouvelle méthode pour la capture du carbone

La Politique climatique européenne vise à prévenir dans une large mesure la génération de gaz à effet de serre nocifs. Lorsque cela n’est pas possible, des solutions techniques sont nécessaires. Ceux-ci sont connus sous le nom de capture et utilisation du carbone et représentent la conversion des gaz à effet de serre nocifs. Cela produit des gaz de synthèse précieux qui peuvent être convertis en une gamme de produits chimiques et matériels utiles tels que les plastiques ou le kérosène vert pour l’aviation.

Si les gaz à effet de serre sont convertis en méthanol, le résultat est un matériau de base pour l’industrie chimique, dont des centaines de millions de tonnes sont nécessaires chaque année, explique Professeur Christoph Rameshan de l’Institut de chimie des matériaux de l’Université de technologie de Vienne.

Capture et utilisation du carbone

La capture et la valorisation du carbone est déjà possible, mais son application industrielle est encore parfois freinée par les coûts élevés du procédé. Le CO2 est une molécule extrêmement stable et sa conversion nécessite beaucoup d’énergie et des catalyseurs efficaces.

Voici une vidéo en anglais relatant ce procédé :

Des progrès considérables ont déjà été réalisés du côté des catalyseurs. La pierre d’achoppement, cependant, est ce que l’on appelle l’agglutination et la cokéfaction des catalyseurs. Autrement dit, une couche de carbone se forme rapidement sur ces catalyseurs, leur faisant perdre rapidement leur efficacité, a déclaré Rameshan.

Catalyseurs métalliques inefficaces

Les catalyseurs métalliques conventionnels sont généralement constitués d’un oxyde bon marché comme matériau de support sur lequel sont déposées des nanoparticules métalliques, telles que le nickel (Ni), le cobalt (Co), le cuivre (Cu) ou des métaux précieux. Ces nanoparticules doivent être finement dispersées pour présenter une efficacité élevée dans les conditions de réaction et ne pas s’agglutiner ou coke.

Les particules ne sont généralement pas stables, c’est pourquoi les catalyseurs métalliques, par exemple, ont tendance à produire de minuscules nanotubes de carbone, explique Florian Schrenk, qui travaille actuellement sur sa thèse dans l’équipe de Rameshan. Ces nanotubes forment alors un film noir à la surface du catalyseur, le bloquant.

Plus les températures nécessaires à un procédé sont élevées, plus les catalyseurs perdent rapidement leur efficacité. Les processus de capture et d’utilisation du carbone nécessitent généralement des températures très élevées, ce qui signifie que ces problèmes sont généralement très prononcés.

Cristaux de pérovskite

Les chercheurs dirigés par Rameshan poursuivent une nouvelle approche. Ils utilisent des cristaux de pérovskite et les soumettent à un prétraitement spécial qui empêche la cokéfaction indésirable. Les pérovskites se caractérisent par une stabilité à haute température. Ils sont également utilisés, par exemple, dans les piles à combustible à oxyde solide avec des températures de fonctionnement d’environ 1000 degrés Celsius, ce qui en fait des candidats idéaux pour les processus de capture et d’utilisation du carbone.

Les pérovskites sont des cristaux contenant de l’oxygène auxquels vous pouvez ajouter différents atomes de métal. Par exemple, vous pouvez ajouter du nickel ou du cobalt à la pérovskite, des métaux qui ont également été utilisés auparavant en catalyse.

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