Capturer le dioxyde de carbone (CO2) qui s’échappe dans les fumées des usines, les ingénieurs savent faire. Toutefois, pas sans utiliser des quantités importantes d’eau et d’énergie. Mais des chercheurs ont peut-être trouvé la solution dans un matériau qui agit comme une éponge à CO2 chaud.

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    Des technologies qui captent le dioxyde de carbone (CO2) à la sortie des cheminéescheminées d'usine, ça existe. Le problème, c'est qu'elles comptent sur des composés appelés amines liquides qui ne sont efficaces qu'à des températures comprises entre 40 et 60 °C. Or les fumées qui s'échappent des aciéries ou des cimenteries, par exemple, sont à plus de 200 °C. Pour en éliminer le CO2 qu'elles contiennent, il faut donc les ramener à des températures plus raisonnables à grand renfortrenfort d'eau et d'énergie.

    Plus besoin de refroidir les fumées pour absorber le CO2

    Mais des chercheurs de l'université de Californie (États-Unis) présentent aujourd'hui dans la revue Science, un matériau poreux qui pourrait agir comme une éponge à CO2 chaud. Un matériau à structure métallo-organique (MOF) qui se présente sous la forme d'un réseau poreux et cristallin d'ions métalliques et de liantsliants organiques. Sa surface interne est monumentale. L'équivalent d'environ six terrains de football par cuillère à soupe. De quoi adsorber beaucoup de CO2. À des concentrations comme celles des fumées des usines de fabrication de l’acier ou du ciment - de l'ordre de 20 à 30 % - ou même comme celles des centrales électriques au gazgaz - de l'ordre de 4 %.

    Ici au centre, l’un des éléments constitutifs d’une structure métallo-organique (MOF) thermiquement stable, connue sous le nom de ZnH-MFU-4l. Cette structure est capable de capturer de manière réversible et sélective le dioxyde de carbone (CO<sub>2</sub>) – sur fond rouge, parmi d’autres molécules, à gauche – dans un mélange de nombreux gaz industriels. Le MOF peut capturer le CO<sub>2</sub> sur de nombreux cycles à 300 °C, qui est une température typique des flux d’échappement des cimenteries et des aciéries. À droite, le mécanisme par lequel les groupes hydrures de zinc du MOF se lient et libèrent de manière réversible les molécules de CO<sub>2</sub>. Les sphères bleu clair, grises, bleues, rouges et blanches représentent respectivement les atomes de Zn, C, N, O et H. © Rachel Rohde, Kurtis Carsch et Jeffrey Long, UC Berkeley
    Ici au centre, l’un des éléments constitutifs d’une structure métallo-organique (MOF) thermiquement stable, connue sous le nom de ZnH-MFU-4l. Cette structure est capable de capturer de manière réversible et sélective le dioxyde de carbone (CO2) – sur fond rouge, parmi d’autres molécules, à gauche – dans un mélange de nombreux gaz industriels. Le MOF peut capturer le CO2 sur de nombreux cycles à 300 °C, qui est une température typique des flux d’échappement des cimenteries et des aciéries. À droite, le mécanisme par lequel les groupes hydrures de zinc du MOF se lient et libèrent de manière réversible les molécules de CO2. Les sphères bleu clair, grises, bleues, rouges et blanches représentent respectivement les atomes de Zn, C, N, O et H. © Rachel Rohde, Kurtis Carsch et Jeffrey Long, UC Berkeley

    Les chercheurs assurent que leur MOF peut capturer 90 % ou plus du CO2 avec lequel il est mis en contact. Des performances comparables à celles des meilleurs matériaux à base d'amines, mais à des températures beaucoup plus élevées. De l'ordre de 300 °C. Et une fois le matériau saturé en CO2, il peut être régénéré par simple mise sous vide.

    Pour les industries à forte intensité carbone

    Rappelons que notre priorité doit rester la réduction de nos émissions de gaz à effet de serre. Mais ce type de technologies pourraient s'avérer indispensables à mettre en œuvre pour décarboner les industries à forte intensité carbonecarbone. Celles qui comptent beaucoup sur les combustibles fossiles pour tourner et qui ont du mal à trouver d'autres voies. Et cette découverte ouvre de nouvelles perspectives en la matièrematière.