Vous pouvez fabriquer des filtres à dioxyde de carbone à l'aide d'une imprimante 3D

09.06.2023 - Etats-Unis
Sen Zhang and Jialong Shen, NC State

Des chercheurs de NC State ont démontré qu'il était possible de fabriquer des filtres de capture du dioxyde de carbone par impression 3D.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'université d'État de Caroline du Nord ont démontré qu'il était possible de fabriquer des filtres de capture du dioxyde de carbone par impression 3D. Plus précisément, ils ont imprimé un matériau hydrogel capable de contenir l'anhydrase carbonique, une enzyme qui accélère la réaction transformant le dioxyde de carbone et l'eau en bicarbonate.

Les résultats, publiés dans la revue Gels, suggèrent que l'impression 3D pourrait être une méthode plus rapide et plus polyvalente pour fabriquer des filtres.

"Ce processus de fabrication, qui utilise l'impression 3D, rend tout plus rapide et plus précis", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Jialong Shen, professeur adjoint de recherche en ingénierie textile, chimie et sciences à NC State. "Si vous avez accès à une imprimante et aux matières premières, vous pouvez fabriquer ce matériau fonctionnel.

Dans cette étude, les chercheurs du NC State Wilson College of Textiles ont mélangé une solution contenant deux composés organiques différents - ou "encre" d'impression - et une enzyme appelée anhydrase carbonique. Les chercheurs ont ensuite imprimé des filaments de l'hydrogel dans une grille bidimensionnelle tout en solidifiant la solution à l'aide d'une lumière UV au fur et à mesure de l'impression.

"Nous avons formulé l'hydrogel de manière à ce qu'il soit suffisamment résistant mécaniquement pour être imprimé en 3D et extrudé sous forme de filament continu", explique M. Shen. "Nous nous sommes inspirés de nos propres cellules, qui contiennent des enzymes dans des espaces compartimentés, remplis d'un fluide. Ce type d'environnement permet aux enzymes de faire leur travail".

Les chercheurs ont testé les propriétés du matériau pour comprendre dans quelle mesure il pouvait se plier et se tordre, et ont étudié les performances du filtre en matière de capture du carbone. Lors d'une expérience à petite échelle, ils ont constaté que le filtre captait 24 % du dioxyde de carbone dans un mélange de gaz. Bien que ce taux de captage soit inférieur à celui obtenu avec les modèles précédents, le filtre mesurait moins d'un pouce (2 centimètres) de diamètre, et il pourrait être fabriqué plus grand et sous différentes formes modulaires afin de les empiler en une haute colonne. Selon les chercheurs, cela permettrait d'augmenter l'efficacité de la capture.

"Pour obtenir un taux de capture plus élevé, il faudrait que le diamètre du filtre soit plus grand ou que l'on empile davantage de filtres les uns sur les autres", a déclaré M. Shen. "Nous ne pensons pas que ce soit un problème ; il s'agissait d'un essai initial à petite échelle pour faciliter les tests.

Les chercheurs ont également testé la durabilité de la filtration du matériau et ont constaté qu'il conservait 52 % de ses performances initiales de capture du carbone après plus de 1 000 heures.

"Ce travail n'en est qu'à ses débuts, mais nos résultats suggèrent qu'il existe de nouvelles façons de fabriquer des matériaux pour les dispositifs de capture du carbone", a déclaré Sonja Salmon, co-auteur correspondant de l'étude et professeur agrégé d'ingénierie textile, de chimie et de science à NC State. "Nous donnons de l'espoir pour la capture du carbone".

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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