Les réacteurs sur site pourraient transformer le CO₂ en produits chimiques de valeur à un coût abordable.

Une nouvelle technologie mise au point à l'Université de Waterloo pourrait faire une différence significative dans la lutte contre le changement climatique en convertissant de manière abordable le dioxyde de carbone (_CO2) nocif en carburants et autres produits chimiques précieux à l'échelle industrielle.

Dans une étude publiée dans la revue Nature Energy, le système produit 10 fois plus de monoxyde de carbone (CO) - qui peut être utilisé pour fabriquer de l'éthanol, du méthane et d'autres substances souhaitables - que les technologies existantes, à petite échelle, qui sont actuellement limitées aux essais en laboratoire.

Ses cellules individuelles peuvent également être empilées pour former des réacteurs de n'importe quelle taille, ce qui fait de cette technologie une solution personnalisable et économiquement viable qui pourrait être installée sur place, par exemple dans les usines qui émettent du_CO2.

"Il s'agit d'un pont essentiel pour relier la technologie du laboratoire de_CO2 aux applications industrielles", a déclaré Zhongwei Chen, professeur de génie chimique à Waterloo. "Sans cela, il est très difficile pour les technologies basées sur les matériaux d'être utilisées commercialement, car elles sont tout simplement trop coûteuses."

Le système comporte des dispositifs appelés électrolyseurs qui convertissent le_CO2, un important gaz à effet de serre produit par la combustion de combustibles fossiles, en CO à l'aide d'eau et d'électricité.

Les électrolyseurs mis au point par les chercheurs sont équipés de nouvelles électrodes et d'un nouveau type d'électrolyte liquide, qui est saturé de_CO2 et circule dans les dispositifs pour être transformé en CO par une réaction électrochimique.

Leurs électrolyseurs sont essentiellement des cellules de 10 centimètres sur 10 centimètres, plusieurs fois plus grandes que les dispositifs existants, qui peuvent être empilées et configurées en réacteurs de n'importe quelle taille.

"Il s'agit d'un modèle complètement nouveau de réacteur à_CO2 ", a déclaré Chen, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux avancés pour l'énergie propre. "Il rend l'ensemble du processus économiquement viable pour l'industrialisation et peut être personnalisé pour répondre à des exigences spécifiques."

Les chercheurs envisagent des réacteurs sur place dans les centrales électriques au charbon et les usines, peut-être de la taille d'une maison ou plus, qui seraient directement alimentés par les émissions de_CO2, ce qui réduirait encore les coûts en éliminant la nécessité de capter et de collecter d'abord le_CO2.

Ils élaborent également des plans pour alimenter les réacteurs à l'aide de sources d'énergie renouvelables sur place, comme des panneaux solaires, ce qui contribue aux avantages environnementaux.

"Je suis enthousiasmé par le potentiel de cette technologie", a déclaré Chen. "Si nous voulons vraiment faire la différence en réduisant les émissions, nous devons nous concentrer sur la réduction des coûts pour la rendre abordable."

Les collaborateurs de Chen à Waterloo comprenaient le Dr Guobin Wen, boursier postdoctoral, et les professeurs de génie chimique Dr Aiping Yu et Dr Jeff Gostick. Plusieurs chercheurs de l'Université normale de Chine du Sud ont également apporté leur contribution.