Des technologies à émissions négatives pour lutter contre le changement climatique

Alors que les chercheurs du monde entier travaillent d’arrache-pied pour développer de nouvelles stratégies et technologies pour lutter contre le changement climatique, une équipe de scientifiques de l’Université de Houston explore une méthode pour réduire directement la quantité de dioxyde de carbone dans l’environnement : les technologies à émissions négatives (NETs).

Mim Rahimi, professeur assistant en génie de l’environnement à la Cullen College of Engineering de l’UH, dirige le développement d’une NET émergente appelée capture océanique électrochimique directe (eDOC), qui aide l’océan à se débarrasser du dioxyde de carbone nocif.

Le concept de l’eDOC

Le concept de l’eDOC est détaillé dans un article publié dans la revue Energy & Environmental Science.

« La capture océanique électrochimique directe amplifie la capacité de l’océan à absorber le carbone, contournant le coûteux processus de sorption typique de nombreuses stratégies actuelles », a déclaré le Prof. Rahimi. « La promesse de l’eDOC est indéniable, mais la mise à l’échelle, l’optimisation des coûts et l’atteinte d’une efficacité maximale restent des défis auxquels nous nous attaquons activement. »

Le rôle crucial des océans dans la régulation du CO2

Le dioxyde de carbone terrestre est stocké dans l’atmosphère et la biosphère terrestre, mais la grande majorité se trouve dans nos océans. Selon le World Ocean Review, les cinq océans de la planète contiennent 38 000 gigatonnes de CO2.

De plus, les experts climatiques des Nations Unies affirment que les océans absorbent 25 % de toutes les émissions de dioxyde de carbone et capturent 90 % de la chaleur excédentaire générée par ces émissions, ce qui en fait un tampon vital contre le changement climatique.

Le développement de tubes électrochimiques

Financée par une subvention de 250 000 dollars du département américain de l’Énergie, l’équipe de Rahimi travaille à la création de tubes électrochimiques pour éliminer le carbone inorganique dissous de l’eau de mer synthétique.

Les recherches préliminaires sur le projet ont été financées par le Center for Carbon Management in Energy de l’UH Energy.

Une alternative aux méthodes traditionnelles

Les efforts actuels pour éliminer le dioxyde de carbone de l’océan impliquent principalement des processus complexes tels que l’électrolyse, qui tentent soit de transformer le carbone inorganique dissous en gaz, soit de le convertir en carbonates de magnésium ou de calcium.

Cependant, ces techniques sont énergivores et coûteuses en raison de l’utilisation de matériaux rares et onéreux, tels que le platine et des membranes spécialisées qui se bouchent facilement, dégradant leurs performances. La stratégie alternative des chercheurs élimine le besoin de ces membranes coûteuses.

Au lieu de cela, elle repose sur un processus qui ajuste l’acidité de l’eau de mer en utilisant des matériaux d’électrode abordables et respectueux de l’environnement. Le système promet non seulement d’être plus rentable, mais réduit également considérablement l’impact environnemental des efforts traditionnels de suppression du carbone.

Avantages, polyvalence et intégration

« Bien que les systèmes à base de membranes aient montré des promesses, ils présentent des défis », a déclaré Prince Aleta, doctorant dans le laboratoire de Rahimi. « Nous utilisons l’électricité au lieu de méthodes thermiques, et notre trajectoire actuelle privilégie les systèmes sans membranes pour une efficacité accrue. »

L’un des principaux avantages de cette innovation est sa polyvalence et sa capacité à être mise à l’échelle. Le système peut facilement être intégré dans les infrastructures existantes à terre, telles que les usines de dessalement, ainsi que dans des sites offshore tels que les plateformes pétrolières.

En synthèse

« Bien que l’eDOC ne renverse pas à elle seule la tendance en matière de changement climatique, elle enrichit notre boîte à outils d’atténuation », a ajouté Rahimi. « Dans ce défi mondial, chaque approche innovante devient inestimable. »

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que l’eDOC ?

L’eDOC (capture océanique électrochimique directe) est une technologie à émissions négatives qui aide l’océan à se débarrasser du dioxyde de carbone nocif en amplifiant sa capacité à absorber le carbone.

Comment fonctionne l’eDOC ?

L’eDOC repose sur un processus qui ajuste l’acidité de l’eau de mer en utilisant des matériaux d’électrode abordables et respectueux de l’environnement, éliminant ainsi le besoin de membranes coûteuses.

Quels sont les avantages de l’eDOC par rapport aux méthodes traditionnelles ?

L’eDOC promet d’être plus rentable et de réduire considérablement l’impact environnemental des efforts traditionnels de suppression du carbone.

Comment l’eDOC peut-elle être intégrée dans les infrastructures existantes ?

Le système eDOC peut facilement être intégré dans les infrastructures existantes à terre, telles que les usines de dessalement, ainsi que dans des sites offshore tels que les plateformes pétrolières.

Quels sont les défis à relever pour l’eDOC ?

Les défis à relever pour l’eDOC incluent la mise à l’échelle, l’optimisation des coûts et l’atteinte d’une efficacité maximale.

Légende illustration principale : Mim Rahimi, professeur assistant (au centre) avec ses doctorants (de gauche à droite) Prince Aleta, Mohsen Afshari, Abdelrahman Refaie et Ahmad Hassan

Référence : « Direct Ocean Capture: The Emergence of Electrochemical Processes for Oceanic Carbon Removal » – DOI: 10.1039/D3EE01471A

Article adapté de l’auteur Bryan Luhn