Des chimistes de l’EPFL ont développé un procédé efficace pour transformer du CO2 en monoxyde de carbone – un composé fondamental pour la production de carburants ou de matériaux synthétiques.
Et si le CO2 émis en brûlant des produits pétroliers pouvait, au lieu d’être libéré dans l’atmosphère, être recyclé sous la forme de nouveaux carburants ? C’est l’objectif poursuivi par une branche de recherche liée au domaine des « carburants synthétiques ». A l’EPFL, ces efforts viennent de franchir une étape décisive. L’équipe de Xile Hu, professeur de chimie au Laboratoire de synthèse inorganique et de catalyse (LSCI), est en effet parvenue à développer un catalyseur particulièrement efficace pour transformer le CO2 contenu dans une solution en monoxyde de carbone (CO). Cette molécule est à la base de tout carburant synthétique, mais aussi de divers matériaux tels que des plastiques. L’étude est publiée ce 14 juin dans la revue Science.
Des atomes de fer plutôt que de l’or
Grand avantage de ce nouveau catalyseur, « il est produit à base d’atomes de fer, alors que les dispositifs en usage actuellement utilisent des métaux précieux tels que de l’or », explique Xile Hu. Et ce, sans concession à l’efficacité : « Avec de très faibles courants, nous obtenons une transformation de l’ordre de 90%, soit comparable à celle des catalyseurs basés sur des métaux précieux. »
Premier auteur de l’étude publiée dans Science, Jun Gu, PhD, précise : « Nous sommes parvenus à ce résultat en stabilisant des atomes de fer d’une manière telle qu’ils activent efficacement le CO2. En conséquence, la transformation en CO se révèle particulièrement fructueuse. » Pour comprendre l’origine de l’efficacité de leur catalyseur, les scientifiques lausannois ont bénéficié de la collaboration des chercheurs du groupe de Hao Ming Chen, à l’Université nationale de Taïwan. Ceux-ci ont pu procéder à des mesures-clés au moyen de rayons X synchrotron.
Vers un cycle carbone fermé
Encore à un stade très fondamental, ces travaux ouvrent la voie à un tout nouveau champ d’application. De très nombreux produits synthétiques sont fabriqués à partir de monoxyde de carbone. A ce jour, celui-ci est principalement extrait du pétrole. Grâce au recyclage du CO2 émis lorsque l’on brûle un combustible ou un carburant, de précieuses ressources fossiles pourront être préservées, tout en limitant la teneur en gaz carbonique de l’atmosphère – et l’effet de serre qui lui est associée.
Aux côtés du stockage par batteries ou de la production d’hydrogène, ce processus permettra également de convertir des surplus d’énergie renouvelable en des produits susceptible d’être utilisés lors des creux de production.
Auteur: Emmanuel Barraud
Financement This work was supported by the GAZNAT SA and the European Research Council (grant 681292). We also acknowledge support from the Ministry of Science and Technology, Taiwan (contracts MOST 107-2628-M-002-015-RSP). Références Jun Gu, Chia-Shuo Hsu, Lichen Bai, Hao Ming Chen, Xile Hu. Atomically dispersed Fe3+ sites catalyze efficient CO2 electroreduction to CO. Science, June 14 2019
