Des scientifiques inventent un matériau qui capte le CO2 et le transforme en matière organique
Des chercheurs japonais de l’université de Kyoto ont récemment présenté un polymère poreux qui se lie sélectivement aux molécules de dioxyde de carbone. Il est dix fois plus efficace que d’autres matériaux similaires et il est fabriqué à partir de matériaux peu coûteux. A l’avenir, un tel matériau pourrait être incorporé dans évacuations des gaz d’échappement des générateurs d’énergie à combustibles fossiles ou des stations de captage du carbone. Le CO2 ne serait pas seulement empêché d’atteindre l’atmosphère, où il élève la température, il pourrait aussi être transformé en un produit utile.
Image d’entête : ce nouveau polymère poreux possède des structures moléculaires en forme d’hélice qui permettent de capturer sélectivement le CO2. (Mindy Takamiya)
Le nouveau matériau appartient à la classe des polymères de coordination poreux (coordination polymer/ PCP), également connus sous le nom de Metal–organic framework (MOF). Il se compose principalement d’ions métalliques de zinc et d’un composant organique, connu sous le nom de ligand, dont la structure moléculaire ressemble à celle d’une hélice.
Lorsque les molécules de CO2 s’approchent de la structure, les ligands tournent et se réarrangent, piégeant ainsi le carbone. Il en résulte de légers changements dans les canaux moléculaires du PCP, qui agit essentiellement comme un tamis.
L’analyse structurelle aux rayons X a révélé que le matériau n’interagit qu’avec les molécules de dioxyde de carbone, qui sont capturées 10 fois plus efficacement que les autres PCP.
Aucun apport d’énergie n’est nécessaire pour que le processus ait lieu, car il est favorable à la fixation du CO2 aux ions zinc. Une fois liées, les molécules de CO2 deviennent activées et capables de réagir avec d’autres molécules.
Selon Ken-ichi Otake, chimiste des matériaux à l’Université de Kyoto :
Nous avons conçu avec succès un matériau poreux qui a une grande affinité pour les molécules de CO2 et qui peut le transformer rapidement et efficacement en matériaux organiques utiles.
Les chercheurs affirment que le CO2 peut être incorporé dans des matières organiques utiles, comme les carbonates cycliques qui peuvent être utilisés dans les produits pétrochimiques et pharmaceutiques.
L’étude publiée dans Nature Communications : Carbon dioxide capture and efficient fixation in a dynamic porous coordination polymer et présentée sur le site de l’iCeMS de l’université de Kyoto : New material captures carbon dioxide.