Les ingénieurs chimistes de l'EPFL ont développé un filtre au graphène pour la capture du carbone qui surpasse l'efficacité des technologies de capture commerciales, et peut réduire le coût de capture du carbone jusqu'à 30 $ par tonne de dioxyde de carbone.

L'un des principaux responsables du réchauffement climatique est la grande quantité de dioxyde de carbone rejetée dans l'atmosphère, principalement à partir de la combustion de combustibles fossiles et de la production d'acier et de ciment. En réponse, les scientifiques ont essayé un processus qui peut séquestrer les déchets de dioxyde de carbone, le transporter dans un site de stockage, puis le déposer à un endroit où il ne peut pas entrer dans l'atmosphère.

Le problème est que la capture du carbone des centrales électriques et des émissions industrielles n'est pas très rentable. La raison principale est que les déchets de dioxyde de carbone ne sont pas émis purs, mais est mélangé avec de l'azote et d'autres gaz, et l'extraire des émissions industrielles nécessite une consommation d'énergie supplémentaire, ce qui signifie une facture plus élevée.

Les scientifiques ont essayé de développer un filtre à dioxyde de carbone économe en énergie. Appelée "membrane, " cette technologie permet d'extraire le dioxyde de carbone du mélange gazeux, qui peuvent ensuite être stockés ou convertis en produits chimiques utiles. "Toutefois, les performances des filtres à dioxyde de carbone actuels ont été limitées par les propriétés fondamentales des matériaux actuellement disponibles, " explique le professeur Kumar Varoon Agrawal à la Faculté des sciences fondamentales de l'EPFL (EPFL Valais Wallis).

Maintenant, Agrawal a dirigé une équipe d'ingénieurs chimistes pour développer le filtre le plus fin au monde à partir de graphène, le "matériau merveilleux" de renommée mondiale qui a remporté le prix Nobel de physique en 2010. Mais le filtre en graphène n'est pas seulement le plus fin au monde, il peut également séparer le dioxyde de carbone d'un mélange de gaz tels que ceux provenant des émissions industrielles et le faire avec une efficacité et une vitesse qui surpassent la plupart des filtres actuels. L'ouvrage est publié dans Avancées scientifiques .

« Notre approche était simple, " dit Agrawal. " Nous avons fait des trous de la taille du dioxyde de carbone dans le graphène, qui a permis au dioxyde de carbone de s'écouler tout en bloquant d'autres gaz tels que l'azote, qui sont plus gros que le dioxyde de carbone. » Le résultat est une performance record de capture de dioxyde de carbone.

En comparaison, les filtres actuels doivent dépasser 1000 unités de perméation de gaz (GPU), tandis que leur spécificité de capture de carbone, leur "facteur de séparation dioxyde de carbone/azote" doit être supérieur à 20. Les membranes développées par les scientifiques de l'EPFL présentent une perméabilité au dioxyde de carbone plus de dix fois supérieure à 11, 800 GPU, tandis que leur facteur de séparation s'élève à 22,5.

« Nous estimons que cette technologie fera chuter le coût du captage du carbone de près de 30 $ par tonne de dioxyde de carbone, contrairement aux procédés commerciaux où le coût est deux à quatre fois plus élevé, ", explique Agrawal. Son équipe travaille maintenant à étendre le processus en développant un démonstrateur d'usine pilote pour capturer 10 kg de dioxyde de carbone par jour, dans un projet financé par le gouvernement suisse et l'industrie suisse.