Des chercheurs en Californie ont produit un plastique bon marché capable d'enlever de grandes quantités de dioxyde de carbone (CO2) de l'air. A terme, ce nouveau matériau pourrait permettre le développement de batteries de grande échelle et même de former la base « des arbres artificiels » qui réduisent les concentrations atmosphériques de CO2 dans le cadre des actions menées pour limiter le changement climatique.

Ces objectifs sur le long terme ont attiré les chercheurs, conduits par George Olah, un chimiste de l'Université de Southern California à Los Angeles, d'après un article du journal Science.

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George Olah, qui a remporté le Prix Nobel de chimie de 1994, a depuis longtemps fait le rêve d'une société future dépendant principalement d'un carburant fabriqué à partir de méthanol, un simple liquide alcoolisé. Dans la mesure où les carburants fossiles deviendront très rares dans les décennies à venir, George Olah suggère que la société pourrait récolter le CO2 atmosphérique et le combiner à de l'hydrogène pour générer un carburant méthanol pouvant servir à un grand nombre d'utilisations.

Il s'agit de l'un des niveaux d'absorption de CO2 le plus élevé jamais testé

George Olah et ses collègues travaillent également à la fabrication de batteries bon marché et à base de fer, pouvant stocker l'excès d'électricité générée par des sources d'énergie renouvelable et l'injecter dans le réseau électrique lors des périodes de pic de la demande.

Pour fonctionner, les batteries au fer utilisent l'oxygène contenu naturellement dans l'air. Cependant si de petites quantités de CO2 sont impliquées dans la réaction, cela tue la batterie. Ces dernières années, les chercheurs ont mis au point de bons absorbeurs de CO2 à partir de solides poreux appelés zéolites. Mais ces systèmes sont très coûteux. C'est pourquoi George Olah et ses collègues ont souhaité mettre au point une alternative moins coûteuse.

Les scientifiques se sont tournés vers le polyéthylénéimine (PEI), un polymère bon marché qui a une bonne capacité d'absorption du CO2. Cependant, il n'absorbe le CO2 qu'à sa surface. Pour agrandir au maximum la surface des PEI, l'équipe de l'USC a dissolu le polymère dans un solvant de méthanol et l'a étalé sur de la silice fumée, un solide poreux bon marché et industriel produit à base de gouttes microscopiques de verre. Lorsque le solvant s'évapore, cela donne au PEI solide une grande surface et donc une grande capacité d'absorption.

Lorsque les chercheurs ont testé les capacités d'absorption du CO2 de ce nouveau matériau, ils ont découvert qu'à l'air humide 'celui présent dans la plupart des conditions ambiantes- chaque gramme du matériel absorbait en moyenne 1,72 nanomoles de CO2. Cela est bien supérieur aux 1,44 nanomoles par gramme absorbés par un autre procédé fait d'aminosilice. Il s'agit de l'un des niveaux d'absorption de CO2 le plus élevé jamais testé, d'après ce que l'équipe a indiqué le mois dernier dans le Journal of the American Chemical Society.

Une fois qu'il est saturé de CO2, le mélange PEI-silice est facile à régénérer. Le CO2 est absorbé une fois que le polymère est chauffé à 85°C. Les autres absorbeurs de CO2 fréquemment utilisés doivent être chauffés à plus de 800°C pour obtenir un tel résultat.

« C'est intriguant. C'est bien que cela fonctionne à des températures plus basses » a déclaré Klaus Lackner, un expert en capture du CO2 pour l'Université de Columbia. Cela pourrait être utile pour capter le CO2 de l'air en plus de protéger les batteries, a déclaré le membre de l'équipe Surya Prakash.

Le polymère pourrait aussi être utilisé pour construire des fermes massives d'arbres artificiels qui auraient pour objectif de réduire les concentrations atmosphériques de CO2 et de prévenir les pires ravages du changement climatique.