Le nouveau matériau est une mousse hybride biosourcée, infusé avec une grande quantité de « zéolites » adsorbant le CO2 - aluminosilicates microporeux. Ce matériau s'est avéré avoir des propriétés très prometteuses. Le poreux, La structure ouverte du matériau lui confère une grande capacité d'adsorption du dioxyde de carbone. Crédit :Yen Strandqvist/Université de technologie de Chalmers
Dans une étude de recherche conjointe menée en Suède, des scientifiques de l'Université de technologie de Chalmers et de l'Université de Stockholm ont développé un nouveau matériau pour capturer le dioxyde de carbone. Le nouveau matériau offre de nombreux avantages :il est durable, a un taux de capture élevé, et a de faibles coûts d'exploitation. La recherche a été publiée dans la revue Matériaux et interfaces appliqués ACS .
Le captage et le stockage du carbone (CCS) est une technologie qui suscite beaucoup d'attention et de débats. De grands investissements et initiatives sont en cours de la part des politiciens et de l'industrie pour capturer les émissions de dioxyde de carbone et lutter contre le changement climatique. Jusque là, les matériaux et les processus impliqués ont été associés à des effets secondaires négatifs importants et à un coût élevé. Mais maintenant, de nouvelles recherches de l'Université de technologie de Chalmers et de l'Université de Stockholm en Suède ont démontré la possibilité d'une alternative à faible coût avec une excellente, propriétés sélectives de capture du dioxyde de carbone.
Le nouveau matériau est une mousse hybride biosourcée infusée d'une grande quantité de CO
« Dans le nouveau matériel, nous avons pris des zéolites, qui ont d'excellentes capacités pour capturer le dioxyde de carbone, et les a combinés avec de la gélatine et de la cellulose, qui a de fortes propriétés mécaniques. Ensemble, cela fait un durable, poids léger, matériau stable avec une grande réutilisabilité. Nos recherches ont montré que la cellulose n'interfère pas avec la capacité des zéolites à adsorber le dioxyde de carbone. La cellulose et les zéolites ensemble créent donc un environnement respectueux de l'environnement, matériel abordable, " dit Walter Rosas Arbelaez, doctorat étudiant au Département de chimie et de génie chimique de Chalmers et l'un des chercheurs à l'origine de l'étude.
Un échantillon du nouveau matériau posé sur une fleur, démontrant son poids extrêmement faible Crédit :Luis Valencia
Les travaux des chercheurs ont permis d'acquérir des connaissances importantes et ouvrent la voie au développement ultérieur d'une technologie durable de capture du carbone. Actuellement, la technologie de pointe CCS utilise des « amines, " en suspension dans une solution. Cette méthode présente plusieurs problèmes :les amines sont intrinsèquement nuisibles à l'environnement, des volumes plus importants et plus lourds sont nécessaires, et la solution provoque la corrosion dans les tuyaux et les réservoirs. En outre, beaucoup d'énergie est nécessaire pour séparer le dioxyde de carbone capturé de la solution d'amine en vue de sa réutilisation. Le matériel maintenant présenté évite tous ces problèmes. Dans les applications futures, des filtres de divers types pourraient être facilement fabriqués.
"Cette recherche s'inscrit bien dans les développements en cours au sein de la technologie CCS et CCU (Capture et Utilisation du Carbone), comme une alternative durable avec un grand potentiel. En plus des matériaux biosourcés plus respectueux de l'environnement, le matériau est un solide - une fois le dioxyde de carbone capturé, il est donc plus facile et plus efficace de le séparer que des solutions liquides d'amines, " dit le professeur Anders Palmqvist, directeur de recherche pour l'étude à Chalmers.
« Nous considérons nos résultats comme une pièce très intéressante du puzzle dans la recherche d'une solution au défi complexe de pouvoir réduire la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre assez rapidement pour atteindre les objectifs climatiques. " déclare Walter Rosas Arbelaez. "Cette recherche cadre bien avec les développements en cours au sein de la technologie CCS, comme alternative durable à fort potentiel, " dit Anders Palmqvist, directeur de recherche pour l'étude à Chalmers. Crédit :Johan Bodell/Chalmers
Les zéolithes sont proposées depuis longtemps pour le captage du carbone, mais si loin, l'obstacle a été si ordinaire, il est difficile de travailler avec des particules de zéolite plus grosses lorsqu'elles sont traitées et mises en œuvre dans différentes applications. Cela les a empêchés d'être utilisés de manière optimale. Mais la façon dont les particules de zéolite ont été préparées cette fois - en tant que particules plus petites dans une suspension - signifie qu'elles peuvent être facilement incorporées et supportées par la mousse de cellulose très poreuse. Surmonter cet obstacle a été une percée essentielle de la présente étude.
« Ce qui nous a le plus surpris, c'est qu'il était possible de remplir la mousse avec une proportion aussi élevée de zéolithes. Lorsque nous avons atteint 90 % en poids, nous avons réalisé que nous avions réalisé quelque chose d'exceptionnel. Nous considérons nos résultats comme une pièce très intéressante du puzzle dans la recherche d'une solution au défi complexe de pouvoir réduire la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre assez rapidement pour atteindre les objectifs climatiques, " dit Walter Rosas Arbelaez.
