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La molécule carbonée C60, allias le buckminsterfullerène, avait déjà été proposée pour stocker de l'hydrogène destiné à alimenter des piles à combustible. Elle se présente sur cette photo sous la forme d'une poudre noire. On peut s'en servir pour obtenir un composé aminé capable de stocker du gaz carbonique. © the Barron Research Group, Rice University
Au cours du XXe siècle les chimistes ont été amenés pour les besoins du développement de l'industrie à mettre au point différentes techniques pour traiter des mélanges de gaz afin d'en extraire une composante indésirable. L'une d'entre elles, devenue depuis standard sous le terme de traitement des gaz par les amines, consiste à séparer des gaz en utilisant des solutions aqueuses d'amines pour retirer des gaz acides comme le sulfure d'hydrogènesulfure d'hydrogène (H2S) et le gaz carbonique.
Or, pour lutter contre le réchauffement climatiqueréchauffement climatique, il devient de plus en plus urgent de limiter le rejet industriel de CO2 en piégeant celui qui est produit avant qu'il ne rejoigne l'atmosphèreatmosphère. Comme les sources d'énergie deviennent aussi de plus en plus problématiques, il est important de trouver de nouvelles techniques pour capter le gaz carbonique et pouvoir le séquestrer géologiquement de la façon la plus efficace et la moins énergivore possible.
En utilisant du polyéthylènimine (PEI) avec du buckminsterfullerène, il est possible de synthétiser ce composé brun spongieux. © the Barron Research Group, Rice University
Les nanosciences pour lutter contre le réchauffement climatique
Mais comment capter le dioxyde de carbonedioxyde de carbone ? Les nanosciences pourraient y aider, affirment des chercheurs de la Rice University, qui viennent de publier dans la revue Nature. Les nanotubes de carbone sont souvent des emblèmes des possibilités offertes par les nanotechnologiesnanotechnologies et une autre star de la physiquephysique du solidesolide et de la chimiechimie, cousine elle aussi du graphènegraphène, est la molécule composée de 60 atomesatomes de carbone qui a été découverte par les prix Nobel Richard Smalley, Robert Curl et Harold Kroto en 1985, les deux premiers étant alors professeurs à la Rice University. Cette moléculemolécule en forme de ballonballon de football est devenue célèbre sous le nom de buckminsterfullerène ou encore de buckyball.
Le nouveau composé, utilisable pour traiter des gaz par les amines, peut absorber un cinquième de sa masse en dioxyde de carbone, mais aucune quantité mesurable de méthane. © the Barron Research Group, Rice University
Les chercheurs annoncent maintenant qu'ils ont réussi à la combiner avec un polymèrepolymère, le polyéthylènimine (PEI), afin d'obtenir une nouvelle forme de traitement des gaz par les amines. Le composé aminé qu'ils ont synthétisé devait être en mesure de capturer efficacement et de façon sélective du gaz carbonique mais pas du méthane. Il doit aussi permettre une extraction facile de ce gaz carbonique avec le moins d'énergie possible. Les composés aminés que l'on utilise déjà nécessitent d'être chauffés à 140 °C.
Bien que l'emploi de buckminsterfullerène soit coûteux, le nouveau matériaumatériau obtenu par les chimistes n'a pas besoin d'être porté à une température aussi élevée pour jouer son rôle. On peut donc sur ce point faire des économies et pas seulement en énergie.
