Et si l'air que nous respirons devenait une source d'énergie propre ? Des chercheurs de l'Université de Cambridge ont mis au point un dispositif solaire capable de capturer le dioxyde de carbone (CO₂) présent dans l'atmosphère pour le convertir en carburant durable.
Cette technologie, inspirée de la photosynthèse, pourrait nous permettre de repenser notre approche de la production d'énergie et de la lutte contre le changement climatique.
Contrairement aux mĂ©thodes traditionnelles de capture et de stockage du carbone, ce rĂ©acteur ne nĂ©cessite ni Ă©nergie fossile ni infrastructures complexes pour transporter ou stocker le COâ‚‚. Il fonctionne entièrement Ă l'Ă©nergie solaire, transformant un gaz Ă
effet de serre en une ressource utile. Cette approche ouvre la voie à une économie circulaire, où le CO₂ devient une matière première plutôt qu'un déchet.
Un dispositif inspiré par la nature
Le réacteur solaire utilise des filtres spécialisés pour capter le CO₂ de l'air pendant la nuit, comme une éponge absorbe l'eau. Lorsque le Soleil apparaît, la lumière déclenche une
réaction chimique qui transforme le CO₂ capturé en gaz de synthèse, un mélange gazeux utilisé pour produire des carburants et des produits chimiques.
Ce processus repose sur un catalyseur hybride combinant des matériaux moléculaires et semi-conducteurs, optimisant ainsi l'efficacité de la conversion. Contrairement aux technologies existantes, ce système fonctionne dans des conditions douces et ne nécessite pas de CO₂ pur ou de hautes températures.
a) Schéma du système en fonctionnement nocturne sans lumière.
b) Schéma du système global en fonctionnement diurne avec lumière.
c) Unité de capture du carbone avec équations de capture et de libération du CO₂.
d) Unité CO₂U alimentée par l'énergie solaire, composition des matériaux et réactions de réduction et d'oxydation associées.
En séparant les étapes de capture et de conversion, les chercheurs ont résolu un problème majeur: l'interférence de l'oxygène, qui limitait jusqu'alors l'efficacité des dispositifs similaires. Cette innovation permet une conversion plus rapide et plus efficace du CO₂ atmosphérique.
Des applications prometteuses
Ce dispositif pourrait être utilisé pour produire des carburants propres pour les voitures, les avions ou même des produits chimiques essentiels, sans émettre de CO₂ supplémentaire. Il offre également une solution pour les zones reculées, où l'accès aux réseaux énergétiques est limité.
Les chercheurs envisagent une production décentralisée, permettant à des communautés ou à des individus de générer leur propre carburant. Cette approche pourrait réduire la dépendance aux combustibles fossiles tout en contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.
Enfin, cette technologie pourrait jouer un rôle clé dans l'industrie chimique et pharmaceutique, où le gaz de synthèse est une matière première essentielle. En utilisant du CO₂ atmosphérique, ces secteurs pourraient réduire leur empreinte carbone tout en continuant à produire les produits dont nous dépendons quotidiennement.
Pour aller plus loin: Qu'est-ce que le gaz de synthèse ?
Le gaz de synthèse (ou "syngaz") est un mélange gazeux principalement composé de
monoxyde de carbone (CO) et d'hydrogène (H₂). Il est produit par la
gazéification de matières carbonées, comme le charbon, le
gaz naturel ou, dans ce cas, le
dioxyde de carbone (CO₂). Ce gaz est une matière première essentielle dans l'industrie chimique et énergétique, servant de base à la fabrication de nombreux produits.
Historiquement, le syngaz a été utilisé pour produire des carburants liquides via le procédé Fischer-Tropsch, qui transforme le CO et l'H₂ en hydrocarbures. Il est également utilisé pour fabriquer de l'ammoniac, un composant clé des engrais, ainsi que du méthanol, un solvant et précurseur chimique important. Sa polyvalence en fait un pilier de l'industrie moderne.
Dans le contexte de la transition énergétique, le syngaz produit à partir de CO₂ capturé dans l'air représente une alternative durable aux méthodes traditionnelles, qui reposent sur des combustibles fossiles. En utilisant des sources renouvelables comme l'énergie solaire pour sa production, on réduit l'empreinte carbone tout en créant une économie circulaire.
Enfin, le syngaz pourrait jouer un rôle central dans la décarbonation de secteurs difficiles à électrifier, comme l'aviation ou la production de produits chimiques complexes. En combinant capture de CO₂ et conversion en syngaz, cette technologie offre une voie prometteuse pour concilier développement industriel et préservation de l'environnement.