Un nouveau matériau à base de cuivre pourrait aider les chimistes à recycler gaz à effet de serre indésirable comme voulu carburant vert.
En tant que gaz à effet de serre, le dioxyde de carbone - ou CO2 - contribue à réchauffer l'atmosphère. Mais trop de ce gaz a récemment provoqué la fièvre atmosphérique. Ne serait-il pas formidable si cette pollution au CO2 pouvait être transformée en un produit utile à la place ? Un groupe de chercheurs pense avoir trouvé un moyen d'y parvenir. Ils transforment le CO2 en éthanol. Il s'agit d'un produit chimique améliorant l'octane ajouté à la plupart des stocks d'essence aux États-Unis.
L'ajout d'éthanol réduit la consommation d'énergie par gallon d'essence. Mais il offre un bon compromis : l'essence brûle désormais plus proprement. Ainsi, produire de l'éthanol à partir de CO2 sera meilleur pour l'environnement.
Pour ce faire, les chercheurs devaient d'abord décomposer le CO2 en ses éléments constitutifs. Il s'avère que c'est une tâche difficile. Dans de telles conditions, les chimistes se tournent souvent vers un catalyseur. De tels matériaux accélèrent la réaction chimique.
"Un groupe de chercheurs a développé un tout nouveau catalyseur", explique Di-Jia Liu, chimiste au Laboratoire national d'Argonne à Lemont, Illinois, qui a dirigé l'équipe qui a développé le catalyseur. Avec lui, la tension requise pour déclencher la nouvelle réaction CO 2 -éthanol est bien inférieure à celle requise pour déclencher des réactions similaires, dit Liu. Et bien que les réactions chimiques conduisent souvent à l'apparition de nombreux sous-produits indésirables, ce nouveau ne le fait pas. Selon lui, plus de 90 % du produit final est de l'éthanol.
Le nouveau catalyseur utilise une couche de carbone pour supporter les atomes de cuivre. Ces atomes de cuivre se répartissent comme une distanciation sociale. Lorsque l'électricité passe à travers le catalyseur, des groupes d'atomes de cuivre distants se combinent pour former des grappes de 3 ou 4 atomes. Selon Liu, avec l'aide d'un puissant rayonnement X, son équipe pourrait "surveiller la réaction chimique au fur et à mesure qu'elle se produit".
Ces grappes activent le catalyseur, aidant le CO2 à réagir avec l'eau. Le CO2 se divise en atomes de carbone et d'oxygène. Et l'eau - ou H2O - se divise en atomes d'hydrogène et d'oxygène. Tous ces atomes libérés se réarrangent maintenant pour former de l'éthanol.
Les chercheurs continuent d'expérimenter le nouveau procédé. Ils espèrent également fabriquer d'autres matériaux utiles à partir de dioxyde de carbone. C'est pourquoi la nouvelle étude n'est pas la dernière étape, dit Liu.
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