MIL-101: le meilleur piège à CO2
Publié par Michel le 07/05/2008 à 00:00
Source: CNRS
Illustration: © G. Férey / Photothèque du CNRS
Séquestrer le dioxyde de carbone (CO2) est l'un des défis majeurs que doivent relever les scientifiques pour lutter contre le réchauffement climatique et ses conséquences. Dans ce domaine, des chimistes français de plusieurs laboratoires associés au CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) viennent d'établir un record. Créé par l'équipe de Gérard Férey à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) Lavoisier, MIL-101 est le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés particulières et mise en...) le plus performant pour stocker le CO2, principal gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du...). Ces travaux sont publiés sur le site Internet (Internet est le réseau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variés comme le courrier électronique, la messagerie instantanée et le World Wide...) de la revue Langmuir.


Vue en perspective des deux types de cage existant dans le MIL-101.
Ces cages constituent d'excellents pièges à dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone...)

Réduire la teneur en dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) s'avère, de nos jours, une priorité. Les chimistes l'ont très vite compris en concevant des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) poreux, capables de piéger ce gaz. Des chercheurs de différents laboratoires associés au CNRS (1) viennent de montrer que la poudre (La poudre est un état fractionné de la matière. Il s'agit d'un solide présent sous forme de petits morceaux, en général de taille inférieure au...) MIL-101 (Matériau de l'Institut Lavoisier) constitue le meilleur matériau actuel pour le stockage du CO2 à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...) ambiante: un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la lumière dans...) cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus...) de ce matériau est capable de stocker près de 400 m3 de gaz carbonique à 25°C contre 200 m3 de CO2 pour les meilleurs solides commercialisés actuellement.

Ce résultat remarquable est possible grâce à une excellente maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs pays et correspond à différents niveaux...) de la structure de ce solide. Les chimistes de l'Institut Lavoisier sont les seuls, à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit...), à être capables de synthétiser un matériau dont la taille des pores (3,5 nm) permet de capter autant de dioxyde de carbone (2). Leurs travaux ont non seulement révélé les performances prometteuses de ce solide mais également permis de comprendre, expérimentalement et théoriquement, le mécanisme de fixation du CO2 dans les pores.

Ce matériau devrait trouver de nombreuses applications industrielles, ce qui pourrait aider à lutter contre le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène...). Mais les chercheurs ne veulent pas s'arrêter en si bon chemin. Ils conçoivent déjà une nouvelle génération de ce matériau ayant des capacités de stockage encore plus importantes.



Notes:

(1) Institut Lavoisier (CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Versailles), Institut Charles Gerhardt (CNRS / Université de Montpellier 2 / ENSCM), Laboratoire chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des...) Provence (CNRS / Universités Aix-Marseille 1, 2 et 3), Laboratoire catalyse (La catalyse est l'action d'une substance appelée catalyseur sur une transformation chimique dans le but de modifier sa vitesse de réaction. Le...) et spectrochimie (CNRS / Ensi Caen / Université de Caen).

(2) La taille maximum des pores des matériaux actuellement commercialisés est de 2,2 nm.


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