« Zéro panne après 4 500 heures » : cette vapeur acide change la donne dans la capture du CO₂ industriel

La capture du dioxyde de carbone (CO2) est au cœur des efforts mondiaux pour lutter contre le changement climatique. Ces technologies ont pour but de piéger les émissions de CO2 responsables du réchauffement climatique et de les transformer en produits chimiques ou en carburants utilisables. Cependant, pour que cette technologie devienne commercialement viable, elle doit fonctionner de manière fiable pendant des milliers d’heures. Les chercheurs de l’université Rice ont récemment découvert une solution étonnamment simple à un obstacle majeur des systèmes de réduction électrochimique du CO2 : l’utilisation de vapeur acide au lieu de l’eau pour humidifier le gaz CO2 avant son entrée dans le réacteur.

Vapeur acide : une solution au problème du sel

Le bicarbonate de potassium est au cœur des problèmes rencontrés par les systèmes traditionnels. Dans ces dispositifs, les ions potassium migrent et réagissent avec le CO2 pour former un sel peu soluble, ce qui bloque les canaux de gaz et inonde les électrodes, entraînant une défaillance prématurée du système. L’équipe de l’université Rice a remplacé l’humidification à base d’eau par des solutions acides telles que l’acide chlorhydrique, formique ou acétique. Ces vapeurs modifient légèrement la chimie locale pour empêcher la cristallisation du sel. Ainsi, les sels nouvellement formés restent dissous et sont évacués avec le flux de gaz, évitant ainsi les obstructions.

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Des milliers d’heures sans échec

Les tests effectués avec un catalyseur en argent ont montré des résultats impressionnants. Le dispositif à l’échelle du laboratoire a fonctionné de manière stable pendant plus de 2 000 heures. Dans un électrolyseur plus grand, de 100 centimètres carrés, le système a opéré pendant plus de 4 500 heures sans problèmes majeurs. À titre de comparaison, les systèmes humidifiés à l’eau échouaient après environ 80 heures en raison de l’accumulation rapide de sel. De plus, la méthode à base de vapeur acide a fonctionné avec différents types de catalyseurs, démontrant sa capacité à soutenir diverses cibles de conversion du CO2.

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Simple et évolutif à moindre coût

Ahmad Elgazzar, co-premier auteur et étudiant diplômé à Rice, a souligné que cette approche offre une rare combinaison de durabilité et de simplicité. « Notre méthode résout un obstacle de longue date avec une solution peu coûteuse et facilement mise en œuvre », a-t-il déclaré. Comme la méthode ne nécessite que des modifications mineures des systèmes d’humidification existants, elle pourrait être adoptée dans des dispositifs à l’échelle industrielle sans nécessiter de coûteux réaménagements. C’est un pas vers une viabilité commerciale et une durabilité accrues des technologies d’utilisation du carbone.

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Un pas vers l’avenir des technologies de capture du carbone

Avec cette percée, les chercheurs de l’université Rice ouvrent la voie à une nouvelle ère pour les technologies de capture et d’utilisation du carbone. En résolvant le problème de la cristallisation des sels avec une solution simple et efficace, ils rendent ces technologies non seulement plus durables, mais aussi plus attractives pour une adoption à grande échelle. Comment cette innovation influencera-t-elle l’évolution des technologies de capture du carbone et leur intégration dans les industries à travers le monde ?