CO excessif 2 les émissions sont une cause majeure du changement climatique, et donc réduire le CO 2 dans l'atmosphère terrestre est essentiel pour limiter les effets négatifs sur l'environnement. Plutôt que de simplement capturer et stocker le CO 2 , il serait souhaitable de l'utiliser comme matière première de carbone pour la production de carburant afin d'atteindre l'objectif de « systèmes énergétiques à zéro émission nette ». Le captage et la conversion du CO 2 (du gaz combustible ou directement de l'air) au méthane et au méthanol en utilisant simplement de l'eau comme source d'hydrogène dans des conditions ambiantes fournirait une solution optimale pour réduire l'excès de CO 2 niveaux et serait très durable.

Chercheurs de l'Institut de Recherche Fondamentale Tata (TIFR), Bombay, a démontré l'utilisation du magnésium (nanoparticules et vrac) pour faire réagir directement le CO 2 avec de l'eau à température ambiante et pression atmosphérique, formation de méthane, méthanol, et l'acide formique sans nécessiter de sources d'énergie externes. Le magnésium est le huitième élément le plus abondant dans la croûte terrestre et le quatrième élément le plus répandu sur Terre (après le fer, oxygène et silicium).

La conversion du CO 2 (pur, ainsi que directement de l'air) a eu lieu en quelques minutes à 300 K et 1 bar. Une action coopérative unique de Mg, carbonate basique de magnésium, CO 2 , et l'eau a permis ce CO 2 transformation. Si l'un des quatre composants manquait, pas de co 2 la conversion a eu lieu. Les intermédiaires de réaction et la voie de réaction ont été identifiés par ¹³ CO 2 marquage isotopique, diffraction des rayons X sur poudre (PXRD), résonance magnétique nucléaire (RMN) et réflectance totale atténuée in-situ-spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (ATR-FTIR), et rationalisé par des calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Pendant le CO 2 conversion, Mg a été converti en hydroxyde et carbonate de magnésium, qui peut être régénéré.

Le magnésium est l'un des métaux avec la plus faible demande d'énergie pour la production et génère la plus faible quantité de CO 2 pendant la fabrication. En utilisant ce protocole, 1 kg de magnésium par simple réaction avec de l'eau et du CO 2 produit 2,43 litres de méthane, 940 litres d'hydrogène et 3,85 kg de carbonate basique de magnésium (utilisé dans le ciment vert, industrie pharmaceutique, etc.), et aussi de petites quantités de méthanol, et l'acide formique.

En l'absence de CO 2 , Mg ne réagit pas efficacement avec l'eau, et le rendement en hydrogène était extrêmement faible, 100 μmol g ^-1 par rapport à 42000 μmol g ^-1 en présence de CO 2 . Cela était dû à la faible solubilité de l'hydroxyde de magnésium formé par la réaction de Mg avec de l'eau, empêchant la surface interne de Mg de réagir davantage avec l'eau. Cependant, en présence de CO 2 , l'hydroxyde de magnésium est converti en carbonates et carbonates basiques, qui sont plus solubles dans l'eau que l'hydroxyde de magnésium et se décollent du Mg, exposer la surface fraîche de Mg à réagir avec l'eau. Ainsi, ce protocole peut même être utilisé pour la production d'hydrogène (940 litres par kg de Mg), soit près de 420 fois plus que l'hydrogène produit par la réaction du Mg avec l'eau seule (2,24 litres par kg de Mg).

Notamment, toute cette production se déroule en seulement 15 minutes, à température ambiante et pression atmosphérique, dans le protocole exceptionnellement simple et sûr. Contrairement à d'autres poudres métalliques, la poudre de Mg est extrêmement stable (du fait de la présence d'une fine couche superficielle de passivation de MgO) et peut être manipulée à l'air sans perte d'activité. L'utilisation de combustibles fossiles doit être restreinte (voire évitée), pour lutter contre le changement climatique. Ce protocole Mg sera alors l'un des CO durables 2 protocoles de conversion, pour un CO 2 -procédé neutre pour produire divers produits chimiques et carburants (méthane, méthanol, acide formique et hydrogène).

L'environnement de la planète Mars contient 95,32 % de CO 2 , tandis que sa surface a de l'eau sous forme de glace. Récemment, la présence de magnésium sur Mars en quantités abondantes a également été signalée. Par conséquent, explorer la possibilité d'utiliser ce CO assisté par Mg 2 processus de conversion sur Mars, les chercheurs ont réalisé ce CO assisté par Mg 2 conversion à une température plus basse. Notamment, méthane, méthanol, l'acide formique et l'hydrogène ont été produits en quantité raisonnable. Ces résultats indiquent le potentiel de ce procédé Mg à être utilisé dans l'environnement de Mars, un pas vers l'utilisation du magnésium sur Mars, bien que des études plus détaillées soient nécessaires.