Les scientifiques ont longtemps lutté pour générer et stocker de l'hydrogène, le genre qui pourrait un jour fournir l'épine dorsale des piles à combustible à énergie renouvelable qui font avancer nos voitures, réchauffer nos maisons et aider à produire de la nourriture, d'une manière qui n'accélérera pas non plus le changement climatique ou n'endommagera pas l'environnement.

Dans une étude publiée plus tôt cette année dans le Journal de l'American Chemical Society , des chimistes de l'USC Loker Hydrocarbon Research Institute ont décrit une méthode neutre en carbone pour y parvenir, avec un peu d'aide de l'alcool le plus simple connu de l'homme :le méthanol.

L'auteur principal G. K. Surya Prakash, 1994, lauréat du prix Nobel de chimie Olah dans son dernier article majeur et leur équipe à l'USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences a conçu un moyen de produire et de stocker de l'hydrogène à partir de méthanol, sans production simultanée de monoxyde de carbone ou de dioxyde de carbone, en le piégeant dans des dérivés organiques de l'ammoniac appelés amines.

Le procédé de reformage à la vapeur bien connu habituellement utilisé pour extraire l'hydrogène du méthanol, appelé le reformeur de méthanol, produit traditionnellement du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone dans le cadre de ce processus d'extraction. Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre qui provoque le réchauffement climatique et l'acidification des océans.

La recherche démontre qu'une autre façon de libérer le carbone du cycle de création et de stockage de carburants via le méthanol, soutenant la vision de longue date d'Olah et Prakash d'une « économie du méthanol » entièrement renouvelable.

Réduire la dépendance aux combustibles fossiles émetteurs de carbone

« L'économie du méthanol » est un concept que l'équipe d'Olah-Prakash a commencé à affiner au milieu des années 90, juste après le moment où Olah est devenu le premier lauréat du prix Nobel de l'USC pour ses contributions aux carbocations, le nom qu'Olah lui-même a inventé pour les ions qui ont un atome de carbone chargé positivement.

Selon Olah et Prakash, l'objectif d'une économie basée sur le méthanol serait de développer des sources d'énergie renouvelables, conduit par le méthanol, qui pourraient atténuer le problème du changement climatique causé par les émissions de carbone, ainsi que la dépendance des États-Unis vis-à-vis d'autres pays pour l'énergie, en particulier l'huile.

Le besoin de compenser la consommation de pétrole brut n'a augmenté qu'au cours des décennies écoulées depuis qu'Olah et Prakash ont commencé leurs recherches. À ce moment-là, la consommation mondiale de pétrole était d'environ 70 millions de barils; ce nombre devrait être d'environ 100 millions dès l'année prochaine.

Des pays comme la Chine ont déjà commencé la transition hors du pétrole. Au début du siècle, l'utilisation de méthanol y était négligeable mais représente désormais plus de 500, 000 barils par jour, bien qu'une grande partie soit à base de charbon, qui peut créer son propre ruissellement de carbone problématique.

Les recherches de Prakash, Olah et leur équipe se sont concentrés sur la recherche d'un moyen d'extraire l'hydrogène du méthanol de manière non seulement neutre en carbone, mais peut même être positif en carbone.

Les racines d'un avenir sans carbone

Méthanol, parfois appelé « alcool de bois, " est l'alcool le plus simple qui puisse être produit, ne nécessitant que de l'eau, dioxyde de carbone et énergie.

Alors que le méthanol stocke la moitié de l'énergie de l'essence traditionnelle à base de pétrole, la lumière qui brûle deux fois moins brille aussi plus proprement, sans suie, particules ou autres résidus. Selon l'Agence de protection de l'environnement, la combustion du méthanol produit aussi généralement des gaz à effet de serre moins délétères sous forme d'oxydes d'azote.

Le méthanol se biodégrade rapidement. Il est traditionnellement produit à partir de gaz naturel et peut être corrosif pour les anciens tubes et carters automobiles, mais beaucoup moins pour les nouvelles générations d'automobiles. Le méthanol est un carburant plus efficace pour remplacer l'essence ou le diesel, mais il fournit moins de miles au gallon en raison de sa densité énergétique plus faible.

Le méthanol a également longtemps été prisé par les pilotes de voitures de course pour son indice d'octane plus élevé sur les pistes plus courtes et parce qu'il produit une fumée plus claire, prévenir les empilements. Aussi, contrairement à l'essence à base de pétrole typique, l'eau est efficace pour lutter contre les incendies liés au méthanol, bien que ces feux à combustion propre semblent souvent invisibles à la lumière du jour. Cependant, des additifs peuvent également être facilement ajoutés au méthanol pour augmenter la visibilité.

Le méthanol est également déjà utilisé dans la production chimique brute de tous les produits chimiques et produits à base de pétrole.

En témoignage de son élégance, simplicité et ubiquité, le méthanol est naturellement présent en petites quantités dans l'atmosphère terrestre, et il y en a même d'énormes nuages ​​flottant dans les régions de formation d'étoiles de l'espace. Olah, Prakash et ses collègues ont publié l'année dernière des recherches examinant les différences entre la formation de méthanol à la fois terrestre et extraterrestre.

Prakash, qui a travaillé avec Olah pendant plus de 40 ans, a déclaré « Olah était un chimiste géant et un grand visionnaire qui avait une approche prophétique pour résoudre des problèmes difficiles. Il avait une mémoire remarquable et était assez intuitif. Il était très cultivé, il connaissait l'histoire et la philosophie et appréciait la musique et les arts. C'était un lecteur vorace. Il peut être décrit comme un homme de la Renaissance."