Le capteur de CO2 le plus rapide du monde
Des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo ont mis au point un nouveau système de capture du carbone qui élimine le dioxyde de carbone directement de l’atmosphère avec des performances sans précédent.
Une efficacité sans précédent
On a constaté que l’isophorone diamine (IPDA) dans un système de « séparation de phase liquide-solide » éliminait le dioxyde de carbone aux faibles concentrations contenues dans l’atmosphère avec une efficacité de 99 %. Ce composé est réutilisable avec un chauffage minimal et est au moins deux fois plus rapide que les systèmes actuels, ce qui constitue un nouveau développement passionnant pour la capture directe de l’air.
Les plus grands défis proviennent de l’efficacité, notamment du traitement direct de l’air atmosphérique dans les systèmes dits de captage direct de l’air (DAC). Les concentrations de dioxyde de carbone sont telles que les réactions chimiques avec les sorbants sont très lentes.
Il est également difficile d’extraire à nouveau le dioxyde de carbone dans des cycles de capture et de désorption plus durables, qui peuvent être très énergivores en soi. Même les principaux efforts déployés pour construire des usines de DAC, comme celles qui utilisent l’hydroxyde de potassium et l’hydroxyde de calcium, souffrent de graves problèmes d’efficacité et de coûts de récupération, ce qui rend la recherche de nouveaux procédés particulièrement urgente.
Ils ont étudié une catégorie de technologie DAC
Une équipe dirigée par le professeur Seiji Yamazoe, de l’Université métropolitaine de Tokyo, a étudié une catégorie de technologie DAC connue sous le nom de systèmes de séparation de phase liquide-solide. De nombreux systèmes de DAC consistent à faire barboter de l’air dans un liquide, une réaction chimique se produisant entre le liquide et le dioxyde de carbone.
Au fur et à mesure que la réaction se déroule, le produit de la réaction s’accumule dans le liquide, ce qui rend les réactions suivantes de plus en plus lentes. Les systèmes de séparation de phase liquide-solide offrent une solution parfaite, où le produit de la réaction est insoluble et sort de la solution sous forme de solide. Il n’y a pas d’accumulation de produit dans le liquide, et la vitesse de réaction ne ralentit pas beaucoup.
L’isophorone diamine peut convertir 99 % du dioxyde de carbone
L’équipe a concentré son attention sur les composés aminés liquides, en modifiant leur structure pour optimiser la vitesse et l’efficacité de la réaction avec une large gamme de concentration de dioxyde de carbone dans l’air, allant d’environ 400 ppm à jusqu’à 30 %. Ils ont découvert qu’une solution aqueuse de l’un de ces composés, l’isophorone diamine (IPDA), pouvait convertir 99 % du dioxyde de carbone contenu dans l’air en un précipité solide d’acide carbamique.
Ils ont démontré que le solide dispersé dans la solution ne nécessitait qu’un chauffage à 60 degrés Celsius pour libérer complètement le dioxyde de carbone capturé et récupéré le liquide d’origine. La vitesse à laquelle le dioxyde de carbone pouvait être éliminé était au moins deux fois plus rapide que celle des principaux systèmes de laboratoire DAC, ce qui en fait le système de capture du dioxyde de carbone le plus rapide au monde à l’heure actuelle pour traiter le dioxyde de carbone à faible concentration dans l’air (400 ppm).
La manière dont le carbone capturé peut être utilisé
La nouvelle technologie de l’équipe promet des performances et une robustesse sans précédent pour les systèmes DAC, avec des implications importantes pour les systèmes de capture du carbone déployés à grande échelle. Au-delà de l’amélioration de leur système, leur vision d’un monde « au-delà de zéro » se tourne maintenant vers la manière dont le carbone capturé peut être utilisé efficacement, dans des applications industrielles et des produits ménagers.
Cette recherche a été publiée dans ACS Environmental Au.
Source : Tokyo Metropolitan University via Eurekalert
Crédit photo : Pixabay