Un nouveau matériau capable de capter sélectivement le dioxyde de carbone (CO 2 ) molécules et les convertir efficacement en matériaux organiques utiles a été développé par des chercheurs de l'Université de Kyoto, avec des collègues de l'Université de Tokyo et de l'Université normale du Jiangsu en Chine. Ils décrivent le matériel dans le journal Communication Nature .

La consommation humaine de combustibles fossiles a entraîné une augmentation mondiale du CO 2 émissions, entraînant de graves problèmes liés au réchauffement de la planète et au changement climatique. Une façon possible de contrer cela est de capturer et de séquestrer le carbone de l'atmosphère, mais les méthodes actuelles sont très énergivores. La faible réactivité du CO 2 rend difficile la capture et la conversion efficace.

"Nous avons réussi à concevoir un matériau poreux qui a une forte affinité vis-à-vis du CO 2 molécules et peut le convertir rapidement et efficacement en matières organiques utiles, " dit Ken-ichi Otake, Chimiste des matériaux de l'Université de Kyoto de l'Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS).

Le matériau est un polymère de coordination poreux (PCP, également connu sous le nom de MOF; charpente métallo-organique), une charpente constituée d'ions métalliques de zinc. Les chercheurs ont testé leur matériau à l'aide d'une analyse structurelle aux rayons X et ont découvert qu'il ne peut capturer sélectivement que le CO 2 molécules avec dix fois plus d'efficacité que les autres PCP.

Le matériau a un composant organique avec une structure moléculaire semblable à une hélice, et comme CO 2 les molécules se rapprochent de la structure, ils tournent et se réarrangent pour permettre le piégeage du C02, entraînant de légers changements dans les canaux moléculaires du PCP, ce qui lui permet d'agir comme un tamis moléculaire capable de reconnaître les molécules par leur taille et leur forme. Le PCP est également recyclable; l'efficacité du catalyseur n'a pas diminué même après 10 cycles de réaction.

« L'une des approches les plus écologiques de la capture du carbone consiste à recycler le dioxyde de carbone en produits chimiques de grande valeur, tels que les carbonates cycliques utilisables en pétrochimie et en pharmacie, " dit Susumu Kitagawa, chimiste des matériaux à l'université de Kyoto.

Après avoir capturé le carbone, le matériau transformé peut être utilisé pour fabriquer du polyuréthane, un matériau avec une grande variété d'applications, y compris l'habillement, appareils électroménagers et emballages.

Ce travail met en évidence le potentiel des polymères de coordination poreux pour piéger le dioxyde de carbone et le convertir en matériaux utiles, ouvrant une voie à de futures recherches sur les matériaux de captage du carbone.