Trois nouveaux projets de recherche complémentaires transformeront le carbone d'un polluant en produits utiles qui pourraient aider à la fois l'industrie et l'environnement.

Les solutions nanotechnologiques seront utilisées pour :

• convertir le dioxyde de carbone (CO 2 ) en produits chimiques qui pourraient être utilisés dans les piles à combustible pour ordinateurs portables et téléphones portables à l'University College London
  
• produire des carburants pour véhicules à partir de CO 2 utilisant un concept de « feuille artificielle » à l'Imperial College de Londres
  
• éliminer le CO 2 de l'atmosphère et l'enfermer dans des produits utiles tels que des polymères, glucides ou carburants aux universités de Bath, Bristol et l'ouest de l'Angleterre.

La recherche fait partie du programme « Nanotechnology Grand Challenge » du Conseil de recherche en génie et en sciences physiques (EPSRC) et recevra un investissement total de 4 millions de livres sterling.

Réacteur catalytique

Des scientifiques de l'University College London dirigés par le professeur Nora De Leeuw travailleront avec Johnson Matthey pour imiter les systèmes biologiques et produire un réacteur catalytique capable de convertir le CO 2 en produits chimiques utiles pour des applications telles que les piles à combustible dans les ordinateurs portables et les téléphones portables.

Le réacteur utilisera de nouveaux nano-catalyseurs basés sur des composés formés dans des sources chaudes au fond de l'océan qui sont considérés comme ayant déclenché l'émergence de la vie. La conception de l'équipe s'inspirera des systèmes biologiques capables d'effectuer des processus complexes pour convertir le CO 2 en matériel biologique, et exploiter un large éventail de techniques de chimie computationnelle et expérimentale.

Le professeur De Leeuw déclare :« Si nous pouvions imiter la nature et convertir le CO 2 en produits utiles sans avoir à utiliser de grandes quantités d'énergie, les avantages seraient énormes. L'un des principaux gaz responsables du changement climatique deviendrait une matière première importante pour les industries chimiques et pharmaceutiques."

Feuille artificielle

À l'Imperial College London et à l'University College London, une équipe de recherche dirigée par le Dr Charlotte Williams réduira le CO¬2 avec de l'hydrogène, l'énergie électrique ou l'énergie photonique pour produire les carburants des véhicules.

Pour y parvenir, ils développeront des catalyseurs nanostructurés qui fonctionnent à l'aide d'énergies solaires ou d'autres sources d'énergie renouvelables. Ceux-ci seront utilisés dans un processus qui imite l'activation du CO¬2 dans la nature - un concept de « feuille artificielle » - qui inverse efficacement le processus polluant de la combustion de combustibles fossiles. L'équipe collaborera avec les partenaires industriels Millennium Inorganic Chemicals, Cemex, Johnson Matthey et E.ON.

Docteur Williams, de l'Imperial College de Londres, déclare :« L'enjeu économique clé réside dans la diminution de l'énergie nécessaire aux procédés. Nous espérons y parvenir en développant de nouveaux, catalyseurs nanostructurés métal/oxyde métallique hautement actifs, qui offrent des performances supérieures."

Verrouillage du carbone

Les Universités de Bath, Bristol et l'ouest de l'Angleterre travaillent ensemble pour produire des matériaux capables d'éliminer le CO¬2 de l'atmosphère et de l'enfermer dans des produits utiles.

Au cœur du projet, dirigé par le Dr Frank Marken à l'Université de Bath, sera un processus en une étape qui lie directement les catalyseurs à un nouveau CO 2 absorbeur, et est alimenté par l'énergie solaire ou une source d'énergie renouvelable alternative. Les produits "carbon lock-in" qui en résultent comprennent des polymères, glucides ou carburants.

Le Dr Marken déclare :« Les processus actuels reposent sur l'utilisation d'une technologie distincte pour capturer et utiliser le CO 2 , ce qui rend le processus très inefficace. En combinant les processus, l'efficacité peut être améliorée et l'énergie nécessaire pour entraîner le CO 2 la réduction est minimisée."

Les projets font partie du programme inter-conseils du Research Councils UK (RCUK) « Nanoscience :de l'ingénierie à l'application ». www.rcuk.ac.uk/nano

Dans le cadre du processus de sélection, les chercheurs ont été invités à considérer le potentiel environnemental, santé, préoccupations sociétales et éthiques qui peuvent résulter du processus d'innovation. Dans cette démarche d'innovation responsable, les projets reconnaissent tous que la solution à un problème ne doit pas en créer un autre.

La recherche bénéficiera à un éventail d'industries britanniques, y compris des entreprises qui émettent du dioxyde de carbone en quantités importantes, tels que les fournisseurs d'électricité, fabricants d'acier et d'aluminium, les compagnies de carburant et les utilisateurs de carburant.

Les nouvelles technologies et matériaux produits par la recherche pourraient créer une nouvelle branche de fabrication avec une distribution mondiale de dispositifs de capture de carbone, et un nouveau mécanisme d'échange de crédits de carbone.

La semaine dernière, la Direction de l'innovation et des compétences des entreprises a publié une stratégie transversale, « Stratégie britannique en matière de nanotechnologies :opportunités à venir », qui a déclaré que le marché mondial des nanotechnologies devrait passer de 2,3 milliards de dollars US en 2007 à 81 milliards de dollars US en 2015*.