Des déchets à la technologie climatique
Les gants en caoutchouc trouvent une nouvelle vie en tant que matériaux de capture du carbone
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Chaque année, plus de 100 milliards de gants en caoutchouc nitrile sont produits. Ils sont fabriqués à partir de polymères synthétiques, un matériau chimiquement apparenté au plastique et dérivé du pétrole brut. La grande majorité est utilisée dans le secteur des soins de santé, et la plupart sont jetés après un seul usage. Cela génère une quantité massive de déchets matériels à l'échelle mondiale. Simon Kildahl, chercheur postdoctoral au département de chimie de l'université d'Aarhus, s'est toutefois rapproché d'un moyen de recycler ces gants. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique CHEM, lui et ses collègues démontrent comment ils peuvent transformer les déchets de caoutchouc en un adsorbant de CO2 en laboratoire. Le potentiel, explique-t-il, est important.
"Une bouteille en plastique peut être recyclée relativement facilement, comme le montrent les systèmes de consigne. Mais d'autres matériaux plastiques posent problème parce qu'ils ne peuvent pas être réutilisés de la même manière. Ils finissent donc souvent par être brûlés, comme c'est actuellement le cas pour les gants en caoutchouc", explique-t-il.
"Dans nos expériences, nous avons converti le gant de manière à ce qu'il puisse capturer le CO2 au lieu de devenir un déchet qui libère du CO2 et d'autres gaz nocifs lors de l'incinération.
Des avancées majeures
Simon Kildahl fait partie du groupe Skydstrup du Centre de recherche sur le CO2 de la Fondation Novo Nordisk (CORC). Basé à l'université d'Aarhus, le centre est une collaboration mondiale d'universités qui recherchent des moyens de capturer le CO2 ou de le convertir en produits tels que le carburant via Power-to-X.
Le groupe a déjà réussi à recycler des matériaux tels que la mousse de polyuréthane des matelas, ainsi que l'époxy et les fibres de verre des pales d'éoliennes - des matériaux qui étaient auparavant considérés comme impossibles à recycler. Aujourd'hui, il semble qu'ils aient également réussi à recycler des gants en caoutchouc.
"Plus précisément, nous déchiquetons le gant en caoutchouc en petits morceaux. Il réagit ensuite avec un catalyseur à base de ruthénium et de l'hydrogène gazeux, après quoi il peut capturer le CO2 des gaz de combustion simulés", explique Simon Kildahl. "Dans le monde réel, cela pourrait se produire dans une centrale électrique.
Lorsqu'il est chauffé, le produit en caoutchouc se régénère, puis le CO2 à nouveau, ce qui permet d'envoyer le gaz vers un stockage souterrain ou de l'utiliser dans Power-to-X. Simultanément, le matériau est rafraîchi et prêt à capturer de nouvelles quantités de CO2.
Des perspectives révolutionnaires
La méthode est toute nouvelle. Bien qu'il existe déjà des matériaux pour la capture du CO2, l'approche de Kildahl se distingue par l'utilisation de déchets qui, autrement, seraient brûlés ou mis en décharge.
Ces expériences nous rapprochent d'une solution plus respectueuse du climat, conforme à l'objectif du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) des Nations unies, qui consiste à éliminer de l'atmosphère de 5 à 16 milliards de tonnes de CO2 par an d'ici à 2050.
Pour atteindre ces objectifs, le CO2 doit être capturé dans les usines d'incinération de la biomasse ou directement dans l'air. Le problème est que les méthodes actuelles nécessitent une augmentation de la production à base de pétrole, ce qui réduit intrinsèquement le bénéfice global pour le climat.
"C'est pourquoi il est judicieux d'utiliser un déchet disponible en si grande quantité, plutôt que d'extraire davantage de pétrole du sol", souligne Simon Kildahl. "Avec le gant en caoutchouc, nous pouvons créer un matériau de capture du CO2 dont presque tous les atomes proviennent de déchets, à l'exception d'une petite quantité d'hydrogène, qui peut idéalement être obtenue à partir de l'eau via Power-to-X."
Des résultats prometteurs
Actuellement, les expériences en sont au stade du laboratoire. L'objectif est de rendre le processus évolutif et économiquement viable - un objectif que M. Kildahl estime tout à fait à portée de main.
Sur une échelle allant de l'idée précoce (TRL 1) à la technologie commerciale entièrement mise en œuvre (TRL 9), la recherche se situe actuellement au niveau 3 ou 4.
"Nous travaillons actuellement à l'échelle du gramme, et les réactions peuvent avoir un aspect et un comportement différents lorsque nous passons à l'échelle du kilogramme. Mais nos résultats sont très prometteurs", précise-t-il.
Le processus doit également devenir moins coûteux à produire, car le catalyseur actuellement utilisé est cher.
Toutefois, nous sommes parvenus à une "preuve de concept". Il est tout à fait possible que nous atteignions le niveau 5 ou 6 dans un avenir proche si nous parvenons à améliorer l'extensibilité et l'économie de la réaction, ainsi qu'à améliorer certains paramètres de performance pour la capture du CO2 avec ces matériaux", conclut Simon Kildahl.
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.
Publication originale
Simon Stampe Kildahl, Clemens Kaussler, Ruth Ebenbauer, Thomas Balle Bech, Riccardo Giovanelli, Martin Lahn Henriksen, Mansurali Mithani, Ilke Uysal-Unalan, Dennis Wilkens Juhl, Niels Chr. Nielsen, Troels Skrydstrup; "CO2 capture with post-modified nitrile and styrene-butadiene-styrene rubbers"; Chem
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