Des chercheurs du Laboratoire d’exploration de l’espace lointain de Hefei, financé par l’État chinois, ont mis au point un catalyseur capable de transformer le dioxyde de carbone en méthanol liquide. Ce procédé, testé en laboratoire, est présenté dans une étude publiée en ligne en vue de futures applications d’exploration de Mars.
Le catalyseur, baptisé MOF-808-NaCu, repose sur un réseau métallo-organique poreux qui place des atomes de cuivre juste à côté du sodium, selon Interesting Engineering. Le sodium attire les molécules de dioxyde de carbone et les maintient en place. Le cuivre voisin déclenche alors une réaction avec l’hydrogène, qui, sur Mars, proviendrait de la séparation des molécules de glace d’eau.
L’équipe, dirigée par Zhang Zhe, spécialiste des ressources spatiales, a publié ses résultats en ligne dans le Journal of Deep Space Exploration. Le dioxyde de carbone représente plus de 95 % de l’atmosphère martienne. Lors d’essais en laboratoire, le catalyseur a produit 245 grammes de méthanol par kilogramme de catalyseur et par heure, contre 22 grammes pour une version sans métaux alcalins ajoutés. Cela représente un rendement plus de 11 fois supérieur, selon la Berliner Zeitung. Il a également généré moins de sous-produits indésirables et est resté stable pendant un test de 12 heures, d’après The News International.
Un intérêt pour l’exploration martienne
D’après le South China Morning Post, ces travaux montrent que Pékin envisage sérieusement d’envoyer un jour des humains sur Mars. L’idée est que les futurs astronautes puissent fabriquer sur place une partie de leur carburant, plutôt que de tout transporter depuis la Terre.
Les chercheurs écrivent : « Ces résultats clarifient le rôle favorisant des sites de métaux alcalins voisins dans la catalyse à double site et proposent une stratégie de conception de matériaux pour une conversion efficace du CO2, en vue de futures applications d’exploration de Mars », cités par Interesting Engineering.
Méthanol plutôt que méthane
Les projets de la NASA pour produire du carburant sur Mars reposent surtout sur le méthane. L’équipe chinoise a opté pour le méthanol, car le méthane doit être conservé à des températures extrêmement basses, alors que le méthanol reste liquide à température ambiante, ce qui le rend plus facile à stocker et à utiliser, selon Focus.
Les auteurs ajoutent : « Le méthanol peut servir de carburant pour produire de l’électricité, assurer le chauffage et alimenter les rovers martiens ; il peut aussi servir de brique chimique de base pour fabriquer de l’antigel, des matériaux de construction et d’autres produits », d’après le South China Morning Post.
Des limites encore présentes
Les travaux n’en sont encore qu’à un stade précoce. Tous les essais menés jusqu’ici l’ont été sur Terre, et le procédé nécessite de l’hydrogène et de l’énergie, en plus du dioxyde de carbone. Brûler du méthanol dans un moteur-fusée exigerait par ailleurs un comburant, comme l’oxygène, a souligné la Berliner Zeitung. Il faudrait aussi que les ingénieurs conçoivent des compresseurs légers capables de capter et de pressuriser l’atmosphère très ténue de Mars, selon Interesting Engineering.
Tianwen-3 et l’expérience MOXIE
Cette recherche intervient alors que la Chine prépare sa mission Tianwen-3, prévue pour 2028. Celle-ci vise à rapporter sur Terre au moins 500 grammes d’échantillons martiens d’ici 2031, a rapporté The News International.
La NASA a déjà montré que l’atmosphère martienne pouvait être exploitée : selon la Berliner Zeitung, son expérience MOXIE, embarquée sur le rover Perseverance, a produit 122 grammes d’oxygène à partir du dioxyde de carbone martien entre 2021 et 2023.
