Des scientifiques australiens ont ouvert la voie à un carburant neutre en carbone avec le développement d'un nouveau catalyseur efficace qui convertit le dioxyde de carbone (CO2) de l'air en gaz naturel synthétique dans un processus «propre» utilisant l'énergie solaire.

Entrepris par l'Université d'Adélaïde en collaboration avec le CSIRO, la recherche pourrait rendre viable un processus qui a un énorme potentiel pour remplacer les combustibles fossiles et continuer à utiliser les technologies existantes de combustibles à base de carbone sans augmenter le CO2 atmosphérique.

Le catalyseur que les chercheurs ont développé entraîne efficacement le processus de combinaison du CO2 avec de l'hydrogène pour produire du méthane (le principal composant du gaz naturel combustible fossile) et de l'eau. Actuellement, Le gaz naturel est l'un des principaux combustibles utilisés pour les activités industrielles.

« Capter le carbone de l'air et l'utiliser pour des procédés industriels est une stratégie pour contrôler les émissions de CO2 et réduire les besoins en combustibles fossiles, " déclare Renata Lippi, candidate au doctorat à l'Université d'Adélaïde, premier auteur de la recherche publié en ligne avant impression dans le Journal de la chimie des matériaux A .

"Mais pour que cela soit économiquement viable, nous avons besoin d'un processus écoénergétique qui utilise le CO2 comme source de carbone.

« La recherche a montré que l'hydrogène peut être produit efficacement avec l'énergie solaire. Mais combiner l'hydrogène avec du CO2 pour produire du méthane est une option plus sûre que d'utiliser l'hydrogène directement comme source d'énergie et permet d'utiliser l'infrastructure de gaz naturel existante.

"Le principal point d'achoppement, cependant, est le catalyseur - un composé nécessaire pour conduire la réaction car le CO2 est généralement un produit chimique très inerte ou non réactif. »

Le catalyseur a été synthétisé à l'aide de cristaux poreux appelés charpentes métallo-organiques qui permettent un contrôle spatial précis des éléments chimiques.

"Le processus de découverte de catalyseurs a impliqué la synthèse et le criblage de plus d'une centaine de matériaux. Avec l'aide de l'installation d'essai rapide des catalyseurs de CSIRO, nous avons pu tous les tester rapidement, ce qui a permis de faire la découverte dans un laps de temps beaucoup plus court, " a déclaré le Dr Danielle Kennedy, Directeur de la Plateforme AIM Future Science avec le CSIRO. "Nous espérons continuer à collaborer avec l'Université d'Adélaïde pour permettre aux énergies renouvelables et à l'hydrogène d'être appliqués à la fabrication de produits chimiques par l'industrie australienne."

Avec d'autres catalyseurs, il y a eu des problèmes de mauvaise conversion du CO2, production indésirable de monoxyde de carbone, stabilité du catalyseur, de faibles taux de production de méthane et des températures de réaction élevées.

Ce nouveau catalyseur produit efficacement du méthane presque pur à partir de CO2. La production de monoxyde de carbone a été minimisée et la stabilité est élevée à la fois sous une réaction continue pendant plusieurs jours et après l'arrêt et l'exposition à l'air. Surtout, seule une petite quantité de catalyseur est nécessaire pour une production élevée de méthane, ce qui augmente la viabilité économique. Le catalyseur fonctionne également à des températures douces et des pressions basses, rendre possible l'énergie solaire thermique.

"Ce que nous avons produit est un produit très actif, catalyseur hautement sélectif (produisant du méthane presque pur sans produits secondaires) et stable qui fonctionnera à l'énergie solaire, " déclare le chef de projet, le professeur Christian Doonan, Directeur du Centre des nanomatériaux avancés de l'Université. "Cela fait du carburant neutre en carbone issu du CO2 une option viable."