Un jeûne, procédé vert et en une étape pour produire des sphères de carbone poreuses, qui sont un élément essentiel pour la technologie de capture du carbone et pour de nouvelles façons de stocker les énergies renouvelables, a été développé par des chercheurs de l'Université de Swansea.

La méthode produit des sphères qui ont une bonne capacité de capture du carbone, et cela fonctionne efficacement à grande échelle.

Les sphères de carbone varient en taille du nanomètre au micromètre. Au cours de la dernière décennie, ils ont commencé à jouer un rôle important dans des domaines tels que le stockage et la conversion d'énergie, catalyse, adsorption et stockage de gaz, délivrance de médicaments et d'enzymes, et traitement de l'eau.

Ils sont également au cœur de la technologie de captage du carbone, qui emprisonne le carbone plutôt que de le rejeter dans l'atmosphère, contribuant ainsi à lutter contre le changement climatique.

Le problème est que les procédés existants de fabrication de sphères de carbone présentent des inconvénients. Ils peuvent être coûteux ou peu pratiques, ou ils produisent des sphères qui captent mal le carbone. Certains utilisent la biomasse, les rendre plus respectueux de l'environnement, mais ils nécessitent un produit chimique pour les activer.

C'est là que le travail de l'équipe de Swansea, basé à l'Institut de recherche sur la sécurité énergétique de l'Université, représente une avancée majeure. Il montre la voie vers un meilleur, manière plus propre et plus verte de produire des sphères de carbone.

L'équipe a adapté une méthode existante connue sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur CVD. Cela implique l'utilisation de la chaleur pour appliquer un revêtement sur un matériau. En utilisant l'acide pyromellitique comme source de carbone et d'oxygène, ils ont appliqué la méthode CVD à différentes températures, de 600 à 900 °C. Ils ont ensuite étudié l'efficacité avec laquelle les sphères capturaient le CO 2 à différentes pressions et températures

Ils ont trouvé que :

• 800 °C était la température optimale pour former des sphères de carbone
• Les ultramicropores dans les sphères qui ont été produites leur ont donné une capacité de capture de carbone élevée à la fois aux pressions atmosphériques et inférieures
• La surface spécifique et le volume total des pores ont été influencés par la température de dépôt, entraînant une modification sensible de la capacité globale de capture du dioxyde de carbone
• À la pression atmosphérique, le CO le plus élevé 2 capacités d'adsorption, mesuré en millimolaires par gramme, pour les meilleures sphères de carbone, étaient d'environ 4,0 à 0 °C et 2,9 à 25 °C.

Cette nouvelle approche apporte plusieurs avantages par rapport aux méthodes existantes de production de sphères de carbone. Il est sans alcali et n'a pas besoin de catalyseur pour déclencher la mise en forme des sphères. Il utilise une matière première bon marché et sûre qui est facilement disponible sur le marché. Il n'y a pas besoin de solvants pour purifier le matériau. C'est aussi une procédure rapide et sûre.

Dr Saeid Khodabakhshi de l'Institut de recherche sur la sécurité énergétique de l'Université de Swansea, qui a dirigé la recherche, mentionné:

« Les sphères de carbone deviennent rapidement des produits vitaux pour un avenir vert et durable. Nos recherches montrent une manière verte et durable de les fabriquer.

Nous avons démontré un coffre-fort, manière propre et rapide de produire les sphères. Surtout, les micropores de nos sphères signifient qu'elles captent très bien le carbone. Contrairement aux autres méthodes CVD, notre procédure peut produire des sphères à grande échelle sans dépendre de matières premières gazeuses et liquides dangereuses.

Les sphères de carbone sont également à l'étude pour une utilisation potentielle dans les batteries et les supercondensateurs. Alors dans le temps, ils pourraient devenir indispensables au stockage des énergies renouvelables, tout comme ils le sont déjà pour la capture du carbone."