L'expert en matériaux carbonés de l'Université Rice, Matteo Pasquali, est disponible pour discuter des moyens de réduire les émissions de dioxyde de carbone et de décarboniser rapidement l'économie mondiale.

Au lieu de brûler du pétrole et du gaz, Pasquali dit, les molécules d'hydrocarbures pourraient être divisées en hydrogène et carbone solide. L'hydrogène pourrait alors être utilisé comme carburant à combustion propre qui ne produit pas de dioxyde de carbone, tandis que le carbone solide pourrait devenir une source bon marché et abondante de matériaux haute performance utilisés par un large éventail d'industries.

"Chaque année, nous extrayons plus de 10 milliards de tonnes de carbone du sol sous forme de pétrole, charbon et gaz naturel, " dit Pasquali, un ingénieur chimiste, chimiste et scientifique des matériaux qui dirige le Carbon Hub. « Cette activité représente 7 % de l'économie mondiale, et nous avons besoin de toutes les sources possibles d'hydrogène. Nous pouvons continuer à produire ces hydrocarbures tant que nous ne les brûlons pas."

Le Carbon Hub est une ambitieuse initiative de recherche sur le changement climatique basée à Rice. Il vise à utiliser des hydrocarbures comme matière première pour produire de l'hydrogène propre et des produits à base de carbone solide pouvant être utilisés à la place de matériaux à forte empreinte carbone.

Dans un article d'opinion publié en ligne cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , Pasquali et Carl Mesters, scientifique en chef à la retraite pour la chimie et la catalyse chez Shell, discuter de la façon de passer de la combustion des hydrocarbures à leur séparation.

Pasquali a déclaré que la technologie existe déjà pour séparer les hydrocarbures et fabriquer des matériaux de carbone solides pour une large adoption par l'industrie. Il a étudié les nanotubes de carbone pendant près de deux décennies et a été le pionnier des méthodes de filage des nanomatériaux en matière cousue, fibres filiformes qui conduisent l'électricité ainsi que le cuivre.

« Le savoir-faire est là, " a déclaré Pasquali. "Nous pouvons fabriquer des fibres de nanotubes et des composites qui surpassent les métaux, mais nous devons adapter efficacement les processus de fabrication afin que ces matériaux puissent concurrencer les métaux en termes de prix. Si les matériaux carbonés performants étaient suffisamment abondants pour concurrencer les métaux en termes de prix, les forces du marché prendraient le dessus et nous pourrions éliminer les métaux qui nécessitent aujourd'hui 12% de notre budget énergétique mondial annuel pour être extraits, traiter et affiner."

Dans l'article du PNAS, Pasquali et Mesters affirment que la transition vers un monde où les hydrocarbures sont divisés plutôt que brûlés « générera une croissance robuste des emplois manufacturiers, dont la plupart resteront au niveau local où le pétrole et le gaz sont déjà établis. ils soutiennent les chefs d'entreprise, philanthropes, des représentants du gouvernement, les scientifiques et autres sont incités à opérer la transition et devraient travailler ensemble pour y parvenir.

« Nous sommes dans une position similaire à celle de l'énergie solaire il y a quelques décennies :nous savons que nous pouvons fournir des performances, mais la fabrication et l'échelle doivent s'améliorer pour réduire les coûts, " a déclaré Pasquali. "Nous devons y arriver plus rapidement que le solaire ne l'a fait."

Le Carbon Hub a été lancé en décembre 2019 avec un engagement de 10 millions de dollars de Shell et le soutien de Prysmian Group et Mitsubishi Corp. (Amériques). Il travaille avec des partenaires de l'industrie pour financer et diriger la science fondamentale et l'ingénierie pour les technologies qui séparent les hydrocarbures pour produire à la fois de l'hydrogène propre et des matériaux carbonés de valeur.