En ce qui concerne l'environnement, le dioxyde de carbone est probablement l'ennemi public numéro un. Cela rend d'autant plus ironique que le Royaume-Uni souffre actuellement d'une pénurie de gaz, qui, selon les experts, affectera une variété d'industries, notamment la nourriture et les boissons.

Dans le bon réglage, Le CO₂ est un gaz extrêmement utile. Lorsqu'il est ajouté aux boissons, il leur donne leur pétillement. Emprisonnez-le dans des bulles à haute pression dans des bonbons et vous obtenez des bonbons éclatants. Compressez-le dans un cylindre et vous avez un extincteur. Congelez-le et vous produisez de la neige carbonique qui est utilisée pour garder le matériel médical (y compris les vaccins COVID) au frais pendant le transport.

Les organismes microbiens qui font périr les aliments ont besoin d'oxygène pour survivre, donc emballer les feuilles de salade avec du CO₂, pas d'oxygène, les garde au frais. Pendant ce temps, dans l'industrie de la viande, des concentrations élevées de gaz sont utilisées pour remplacer l'oxygène dans l'air que les animaux respirent, les rendant inconscients avant d'être abattus.

Compte tenu de nos besoins en CO₂ dans un domaine, et l'excès de celui-ci dans un autre, la question évidente est :pourquoi ne tirons-nous pas simplement du dioxyde de carbone de l'air ? La réponse simple est que, malgré son impact négatif, il y a relativement peu de dioxyde de carbone dans l'air. Bien que nous en ayons 50% de plus dans notre air qu'avant la révolution industrielle, Le CO₂ ne représente encore que 0,04 % de la teneur de l'air.

Cela rend le CO₂ extrêmement difficile à "trouver" puis à éliminer de l'air. Il y a beaucoup de travail en cours pour capturer le gaz de l'air, en vue de lutter contre les émissions de CO₂, mais pour le moment, ce n'est pas une source viable de gaz pour l'industrie.

Au lieu, la principale source de CO₂ à usage industriel provient de la production d'engrais azotés, qui produit du CO₂ comme sous-produit. Et avec la production d'engrais suspendue au Royaume-Uni en raison de la flambée du prix du gaz, qui est largement utilisé dans les usines d'engrais, l'effet d'entraînement est une pénurie de CO₂. Alors pour expliquer la pénurie actuelle de CO₂, nous devons vraiment examiner comment sont fabriqués les engrais à base d'azote.

Capter l'azote

L'azote joue un rôle essentiel dans la biochimie de tout être vivant. C'est aussi le gaz le plus répandu dans notre atmosphère. Mais l'azote gazeux est en grande partie inerte, ce qui signifie que les plantes et les animaux ne peuvent pas l'extraire de l'air. Par conséquent, l'un des principaux facteurs limitatifs de l'agriculture a toujours été la disponibilité de l'azote.

En 1910, les chimistes allemands Fritz Haber et Carl Bosch ont changé tout cela en combinant l'azote et l'hydrogène en ammoniac. Cela peut à son tour être utilisé comme engrais pour les cultures, finalement filtrer la chaîne alimentaire jusqu'à nous.

Aujourd'hui, environ 80% de l'azote de notre corps provient du procédé Haber-Bosch, faisant de cette réaction chimique unique probablement le facteur le plus important dans l'explosion démographique des 100 dernières années.

Environ 78% de notre atmosphère est de l'azote, il est donc facile de trouver cet ingrédient pour le processus Haber-Bosch. Mais l'autre composant, gaz hydrogène, n'est pas si facilement disponible. Il y a plein d'hydrogène, le plus évident comme le H dans H₂O et CH₄ (méthane), mais rompre les liaisons entre l'hydrogène et l'oxygène dans l'eau ou le carbone dans le méthane nécessite une énorme quantité d'énergie.

Il est actuellement produit principalement par un procédé connu sous le nom de reformage à la vapeur de méthane. Cela fonctionne en commençant par le gaz naturel - qui devient beaucoup plus cher au Royaume-Uni - puis en le chauffant à environ 1, 000℃ en présence d'eau. Les produits finaux sont l'hydrogène gazeux (H₂) et le CO₂.

Ceux-ci sont séparés pour leurs utilisations respectives. Malheureusement, la quantité de CO₂ produite par l'industrie des engrais dépasse de loin la quantité nécessaire aux autres industries. Ainsi, la plupart des plantes fertilisantes ne prennent pas la peine de le capturer.

Les combustibles fossiles utilisés dans la production d'engrais et le CO₂ qu'il génère en tant que sous-produit le rendent particulièrement nocif pour l'environnement. Par conséquent, une grande partie du programme de décarbonation consiste à produire de l'hydrogène proprement destiné à être utilisé dans les engrais et les carburants. L'un des moyens les plus simples d'y parvenir est l'électrolyse de l'eau, en utilisant des sources d'électricité propres.

Pendant ce temps, à mesure que les technologies de capture du carbone se développent, nous pouvons voir du dioxyde de carbone extrait directement de l'air pour être utilisé dans des processus industriels. Mais c'est une solution à long terme, et ne va donc pas aider de sitôt.

Mais il existe des alternatives au CO₂ qui pourraient aider à la rigueur. Le plus évident est l'azote gazeux, qui peut être utilisé au même titre que le CO₂ pour conserver les aliments ou étourdir les animaux. De même, car rien ne brûle dans l'azote, il peut être utilisé pour éteindre les incendies, tout comme les extincteurs au CO₂.

Le gouvernement britannique a mené des discussions de crise avec le propriétaire américain de deux des plus grandes usines d'engrais azotés du Royaume-Uni, tous deux actuellement inactifs. Peut-être que la persuasion les ramènera à la vie. Mais la pénurie de CO₂ a néanmoins exposé les chaînes d'approvisionnement chimiques complexes sur lesquelles nous comptons pour nos boissons gazeuses et nos salades emballées.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.