Les plantes sont inégalées dans leur capacité à capturer le CO 2 de l'air, mais cet avantage est temporaire, les restes de cultures libèrent du carbone dans l'atmosphère, principalement par décomposition. Des chercheurs ont proposé une méthode plus permanente, et même utile, sort de ce carbone capturé en transformant les plantes en un matériau industriel précieux appelé carbure de silicium (SiC), offrant une stratégie pour transformer un gaz à effet de serre atmosphérique en un matériau économiquement et industriellement précieux.

Dans une nouvelle étude, publié dans la revue Avances RSC le 27 avril, 2021, des scientifiques du Salk Institute ont transformé des cosses de tabac et de maïs en SiC et ont quantifié le processus avec plus de détails que jamais. Ces découvertes sont cruciales pour aider les chercheurs, tels que les membres de Salk's Harnessing Plants Initiative, évaluer et quantifier les stratégies de séquestration du carbone pour potentiellement atténuer le changement climatique en tant que CO 2 les niveaux continuent d'augmenter à des niveaux sans précédent.

"L'étude offre un compte rendu très minutieux de la façon dont vous fabriquez cette substance précieuse et du nombre d'atomes de carbone que vous avez retirés de l'atmosphère. Et avec ce nombre, vous pouvez commencer à extrapoler le rôle que les plantes pourraient jouer dans l'atténuation des gaz à effet de serre tout en convertissant un sous-produit industriel, CO 2 , en matériaux précieux en utilisant des systèmes naturels comme la photosynthèse, " dit l'auteur co-correspondant et professeur de Salk Joseph Noel.

SiC, également connu sous le nom de carborundum, est un matériau ultradur utilisé en céramique, papier de verre, semi-conducteurs et LED. L'équipe de Salk a utilisé une méthode précédemment rapportée pour transformer du matériel végétal en SiC en trois étapes en comptant les carbones à chaque étape :les chercheurs ont cultivé du tabac, choisi pour sa courte saison de croissance, de la graine. Ils ont ensuite congelé et broyé les plantes récoltées en une poudre et l'ont traitée avec plusieurs produits chimiques, dont un composé contenant du silicium. Dans la troisième et dernière étape, les plantes en poudre ont été pétrifiées (transformées en substance pierreuse) pour faire du SiC, un processus qui consiste à chauffer le matériau jusqu'à 1600 C.

« La partie gratifiante était que nous avons pu démontrer combien de carbone peut être séquestré à partir de déchets agricoles comme les cosses de maïs tout en produisant un précieux, matière verte généralement produite à partir de combustibles fossiles, " dit la première auteur Suzanne Thomas, un chercheur du personnel de Salk.

Grâce à l'analyse élémentaire des poudres végétales, les auteurs ont mesuré un 50, Augmentation de 000 fois du carbone séquestré de la graine à la plante cultivée en laboratoire, démontrant l'efficacité des plantes à abaisser le carbone atmosphérique. Lors du chauffage à des températures élevées pour la pétrification, la matière végétale perd du carbone sous forme de divers produits de décomposition mais retient finalement environ 14 pour cent du carbone capturé par la plante.

Les chercheurs ont calculé que le processus de fabrication de 1,8 g de SiC nécessitait environ 177 kW/h d'énergie, la majorité de cette énergie (70 %) étant utilisée pour le four dans l'étape de pétrification. Les auteurs notent que les procédés de fabrication actuels du SiC entraînent des coûts énergétiques comparables. Ainsi, alors que l'énergie de production requise signifie que le processus usine-à-SiC n'est pas neutre en carbone, l'équipe suggère que les nouvelles technologies créées par les entreprises d'énergie renouvelable pourraient réduire les coûts énergétiques.

« C'est un pas vers la fabrication du SiC dans une démarche éco-responsable, ", explique l'auteur co-correspondant et chercheur invité de Salk, James La Clair.

Prochain, l'équipe espère explorer ce procédé avec une plus grande variété de plantes, en particulier des plantes comme la prêle ou le bambou, qui contiennent naturellement de grandes quantités de silicium.