Une équipe internationale codirigée par un chercheur en chimie de l'Oregon State University a découvert un meilleur moyen d'éliminer le dioxyde de carbone des émissions des cheminées, qui pourrait être une clé pour atténuer le changement climatique mondial.

Publié aujourd'hui dans La nature , les résultats sont importants car le CO atmosphérique 2 a augmenté de 40 pour cent depuis l'aube de l'ère industrielle, contribuant fortement au réchauffement de la planète.

Kyriakos Stylianou de l'OSU College of Science et ses collègues de l'École polytechnique fédérale de Lausanne, Université Heriot-Watt en Ecosse, l'Université d'Ottawa, et l'Université de Grenade en Espagne a utilisé l'exploration de données comme tremplin pour se lancer dans un défi clé :traiter la partie eau des gaz de cheminée qui complique grandement l'élimination du CO 2 .

L'exploration de données a impliqué des centaines de milliers de nanomatériaux connus sous le nom de structures organiques métalliques, généralement abrégé en MOF. Les MOF ont le potentiel d'intercepter, par adsorption, CO 2 molécules au fur et à mesure que les gaz de combustion sortent de la cheminée.

Les fumées peuvent être séchées, mais cela ajoute une dépense importante au CO 2 processus de capture.

"Il existe un nombre incalculable de MOF structurellement et chimiquement distincts, mais le défi avec la plupart d'entre eux est qu'ils ne fonctionnent pas bien lorsqu'ils sont soumis à des tests avec des gaz de combustion réalistes, " a déclaré Stylianou. " L'eau dans les fumées est en concurrence avec le CO 2 pour les mêmes sites d'adsorption, ce qui signifie que ces MOF ne nettoient pas de manière sélective comme nous le souhaitons. »

En passant au crible plus de 325, 000 MOF dans une bibliothèque numérique, les scientifiques ont identifié différents types de CO 2 des sites de liaison, qu'ils ont surnommé "adsorbaphores, " qui maintiendraient leur sélectivité en présence d'eau.

Puis au labo, le doctorant de Stylianou, Arunraj Chidambaram, a fabriqué deux des MOF contenant un adsorbaphore hydrophobe - hydrofuge constitué de deux noyaux aromatiques et les a testés. Les scientifiques ont découvert que non seulement les performances de séparation des MOF n'étaient pas affectées par l'eau, ils ont également surpassé certains des CO 2 matériaux d'élimination actuellement sur le marché tels que le charbon actif et la zéolite 13X.

« Nous sommes passés de la conception à la synthèse et à l'application, " a déclaré Stylianou. " Nous avons utilisé des calculs pour découvrir des sites actifs pour le CO 2 Capturer. Les MOF ont fonctionné de manière optimale pour le CO des fumées humides 2 capture parce que ces MOF ont deux sites distincts dans leurs structures ; un pour l'eau et un pour le CO 2 , et donc, CO 2 et les molécules d'eau ne se font pas concurrence."

De plus amples recherches, il ajouta, examinera la mise à l'échelle :comment créer et tester les MOF sur le type de portée requis par le défi de grande ampleur du CO industriel 2 les émissions représentent.

Selon l'Administration nationale de l'atmosphère et des océans, la concentration moyenne mondiale de dioxyde de carbone dans l'atmosphère en 2018 était de 407,4 parties par million, plus élevé qu'à tout moment dans au moins 800, 000 ans.

Les combustibles fossiles comme le charbon et le pétrole contiennent du carbone que les plantes ont extrait de l'atmosphère par photosynthèse pendant des millions d'années. Ce même carbone est maintenant renvoyé dans l'atmosphère en quelques centaines d'années parce que les combustibles fossiles sont brûlés pour produire de l'énergie, y compris par des usines et d'autres installations industrielles à grande échelle.

Le taux d'augmentation annuel du CO atmosphérique 2 au cours des six dernières décennies est environ 100 fois plus rapide que les augmentations résultant de causes naturelles, tels que ceux qui se sont produits après la dernière période glaciaire plus de 10, il y a 000 ans, selon NOAA.

Contrairement à l'oxygène ou à l'azote, qui représentent la majeure partie de l'atmosphère, les gaz à effet de serre absorbent la chaleur et la restituent progressivement avec le temps. En l'absence de ces gaz à effet de serre, la température annuelle moyenne de la planète serait en dessous de zéro plutôt qu'environ 60 degrés Fahrenheit, mais des niveaux trop élevés de gaz à effet de serre provoquent un déséquilibre du bilan énergétique de la Terre.