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Capture de carbone basée sur la cristallisation d'agrégats bicarbonate-eau : une approche prometteuse pour contrôler le réchauffement climatique

Une nouvelle méthode de capture du carbone a été conçue pour capturer le dioxyde de carbone des émissions de combustibles fossiles

Les émissions à effet de serre sont le principal contributeur au changement climatique. Les émissions de gaz à effet de serre critiques sont le résultat de l'industrialisation à grande échelle et de l'activité humaine. La plupart de ces émissions à effet de serre sont de le dioxyde de carbone (CO2) provenant de la combustion de combustibles fossiles. La concentration totale de CO2 dans l’atmosphère a augmenté de plus de 40 pour cent depuis le début de l’ère de l’industrialisation. Cette augmentation constante des émissions de gaz à effet de serre réchauffe le planète dans ce qu'on appelle 'au réchauffement climatique" car des simulations informatiques ont montré que les émissions sont responsables de l'augmentation de la température moyenne de la surface de la Terre au fil du temps, ce qui indique un " changement climatique " dû aux changements dans les régimes de précipitations, la gravité des tempêtes, le niveau de la mer, etc. Ainsi, développer des moyens appropriés de " piégeage ou capture " « Le dioxyde de carbone provenant des émissions est un aspect essentiel de la lutte contre le changement climatique. Carbone La technologie de capture existe depuis des décennies, mais elle a récemment fait l'objet d'une plus grande attention en raison de préoccupations environnementales.

Une nouvelle méthodologie de capture du carbone

La procédure standard de carbone la capture consiste à piéger et à séparer le CO2 d'un mélange gazeux, puis à le transporter vers un lieu de stockage et à le stocker à distance de l'atmosphère, généralement sous terre. Ce processus est très gourmand en énergie et implique plusieurs problèmes techniques, risques et limites, par exemple une forte probabilité de fuite sur le site de stockage. Une nouvelle étude publiée dans Chem décrit une alternative prometteuse pour capturer le carbone. Les scientifiques du Department of Energy USA ont développé une méthode unique pour éliminer le CO2 des centrales électriques au charbon et ce processus nécessite 24 % d'énergie en moins par rapport aux références actuellement déployées dans l'industrie.

Les chercheurs ont travaillé sur des substances naturelles biologique des composés appelés bis-iminoguanidines (BIG) qui ont la capacité de se lier à des anions chargés négativement, comme le montrent des études précédentes. Ils pensaient que cette propriété particulière des BIG devrait également s’appliquer aux anions bicarbonates. Les BIG peuvent donc agir comme un sorbant (une substance qui collecte d'autres molécules) et convertir le CO2 en calcaire solide (carbonate de calcium). La chaux sodée est un mélange d'hydroxydes de calcium et de sodium utilisé par les plongeurs, les sous-marins et autres environnements respiratoires fermés pour filtrer l'air expiré et empêcher toute accumulation dangereuse de CO2. L'air peut ensuite être recyclé plusieurs fois. Par exemple, les recycleurs pour plongeurs leur permettent de rester sous-marin pendant longtemps, ce qui serait autrement impossible.

Une méthode unique qui demande moins d'énergie

Sur la base de cette compréhension, ils ont développé un cycle de séparation du CO2 qui utilisait une solution aqueuse BIG. Dans cette méthode particulière de capture du carbone, ils faisaient passer les gaz de combustion à travers la solution, ce qui provoquait la liaison des molécules de CO2 au sorbant BIG et cette liaison les cristalliserait en un type solide de biologique calcaire. Lorsque ces solides étaient chauffés à 120 degrés Celsius, du CO2 lié serait libéré et pourrait ensuite être stocké. Étant donné que ce processus se déroule à des températures relativement plus basses que les méthodes existantes de capture du carbone, l’énergie requise pour le processus est réduite. Et le sorbant solide pourrait être à nouveau dissous dans d'eau et recyclé pour être réutilisé.

Les technologies actuelles de capture du carbone présentent de nombreux problèmes persistants tels que des problèmes de stockage, des coûts énergétiques élevés, etc. haute. Le sorbant solide de la présente étude a surmonté la limitation énergétique car le CO60 est capturé à partir d'un sel de bicarbonate solide cristallisé qui nécessitait environ 2 % d'énergie en moins. Il n'y avait pas non plus de perte de sorbant même après 24 cycles consécutifs. Ce moindre besoin en énergie peut faire baisser les coûts de captage du carbone et quand on considère des milliards de tonnes de CO10, cette méthode peut être très impactante en annulant les émissions de gaz à effet de serre grâce à un captage adéquat.

Une limite de cette étude est la capacité et le taux d'absorption relativement faibles du CO2, dus à la solubilité limitée du sorbant BIG dans d'eau. Les chercheurs envisagent de combiner des solvants traditionnels tels que les acides aminés à ces absorbants BIG pour remédier à cette limitation. L'expérience actuelle a été réalisée à petite échelle dans laquelle 99 pour cent du CO2 a été éliminé des gaz d'échappement. Le processus doit être encore optimisé afin de pouvoir être étendu à la capture d’au moins une tonne de CO2 chaque jour et provenant de différents types d’émissions. La méthode doit être robuste dans la gestion des contaminations dans les émissions. Le but ultime d’une technologie de capture du carbone serait de capturer directement le CO2 de l’atmosphère en utilisant une méthode abordable et économe en énergie.

***

{Vous pouvez lire le document de recherche original en cliquant sur le lien DOI ci-dessous dans la liste des sources citées}

Sources)

Williams N et al. 2019. Capture de CO2 via des dimères de bicarbonate cristallin liés à l'hydrogène. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025

Équipe SCIEU
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