Le morceau de métal posé sur une table dans le bureau de Joel Rosenthal à l'Université du Delaware semble devoir appartenir à la poche d'un sorcier. Argent brillant avec des chocs de rose et des éclaboussures d'or, ça s'appelle du bismuth, et il est actuellement utilisé pour fabriquer des produits allant des plombs de fusil de chasse aux cosmétiques et aux antiacides, y compris Pepto-Bismol.

Mais les recherches du professeur Rosenthal élargissent le répertoire du bismuth – il a identifié une sorte de magie dans le métal qui pourrait être exactement ce que le médecin a commandé pour la planète Terre. Il dit que cela pourrait aider à réduire les niveaux croissants de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et fournir des voies durables pour fabriquer des carburants.

Rosenthal et son équipe du département de chimie et de biochimie de l'UD ont découvert que le bismuth possède une propriété inhabituelle qui peut être exploitée pour aider l'environnement, en tant qu'« étincelle » chimique ou catalyseur pour convertir le dioxyde de carbone (CO2), un gaz à effet de serre, en carburants liquides et produits chimiques industriels. Les résultats sont rapportés dans Catalyse ACS , une revue publiée par l'American Chemical Society. L'équipe de Rosenthal a également déposé un brevet sur l'œuvre.

Rosenthal qualifie la capacité spécialisée du bismuth de « plasticité catalytique ». Lorsqu'un courant électrique est appliqué à un film de bismuth dans un bain de liquides salés contenant des ions imidazolium et amidinium, lui et son équipe peuvent "régler" la réaction chimique pour convertir le dioxyde de carbone en un carburant liquide tel que l'essence, ou à l'acide formique - un produit chimique précieux avec de nombreuses utilisations industrielles - de la préservation de l'alimentation humaine et animale, à la fabrication de caoutchouc et de cuir, arômes et parfums artificiels.

Traditionnellement, les chimistes ont dû créer un nouveau catalyseur pour favoriser chaque réaction chimique différente qu'ils ont étudiée, des étapes a à b, de b à c, et ainsi de suite, Rosenthal a dit, ce qui rend cette approche - utilisant un catalyseur qui peut être adapté ou réglé pour promouvoir efficacement plusieurs types de réactions - particulièrement nouvelle.

"Nous travaillons pour repousser les limites de cette idée, " a déclaré Rosenthal. "Nos nouvelles découvertes sont importantes d'un point de vue technologique - nous pensons que cette plate-forme permettra aux sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne de stimuler la production directe de combustibles liquides. Mais plus important, nous pensons que ce concept de « plasticité catalytique » signale un changement de paradigme potentiel, une nouvelle façon de penser la conversion des énergies renouvelables, production de carburant et catalyse, en général."

Rosenthal et son équipe ont précédemment montré que les films de bismuth peuvent être utilisés avec certains sels liquides comme catalyseurs peu coûteux pour convertir le dioxyde de carbone et l'énergie renouvelable en combustibles gazeux tels que le monoxyde de carbone. Dans cette étude, ils ont découvert qu'ils pouvaient utiliser les mêmes matériaux en présence de différents sels pour convertir le dioxyde de carbone directement en carburants liquides.

« Je suis fasciné par le domaine de la catalyse depuis longtemps, «                                                                                                                                      . Il existe des parallèles philosophiques entre la catalyse et les objectifs des anciens alchimistes. L'alchimie est un mot chargé, mais à certains égards, ce que nous étudions ressemble à de l'alchimie moderne :transformer efficacement le dioxyde de carbone en carburants et produits chimiques plus précieux revient à essayer de convertir le plomb en or. »

Quel impact la technologie de Rosenthal pourrait-elle avoir sur les niveaux actuels de dioxyde de carbone ?

"Il est difficile de prédire l'impact direct sur ces niveaux, ", a-t-il déclaré. " Cette technologie nous permettrait de fabriquer des carburants liquides en utilisant de l'électricité renouvelable à partir du soleil et du vent. Cette, à son tour, réduirait notre besoin en ressources pétrolières conventionnelles, résultant en moins d'émissions de dioxyde de carbone."

En avril dernier, L'atmosphère terrestre a atteint ses plus hauts niveaux soutenus de dioxyde de carbone depuis que les humains la surveillent, dépassant 410 parties par million pendant tout le mois, selon les mesures effectuées à l'observatoire Mauna Loa d'Hawaï.

Rosenthal travaille sur le défi depuis près de huit ans et continue de marcher.

"Trouver des produits chimiques pour atténuer les émissions de dioxyde de carbone et les niveaux atmosphériques est important pour moi, " il a dit.