La méthode japonaise de capture du carbone est efficace à 99 % et deux fois plus rapide
C’est aussi le plus rapide que nous ayons construit jusqu’à présent.
Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Seiji Yamazoe de l’Université métropolitaine de Tokyo (TMU) a mis au point une nouvelle méthode de capture directe de l’air pour piéger le dioxyde de carbone. Elle fonctionne avec une efficacité de 99 %, indique un communiqué de presse d’Eureka Alert.
Le monde est en train de passer à des sources d’énergie plus propres. Cependant, cette transition est longue et, pendant qu’elle s’achève au cours des prochaines décennies, des tonnes de dioxyde de carbone seront encore libérées dans l’atmosphère, accélérant ainsi le changement climatique. Pour limiter la quantité de dioxyde de carbone libérée dans l’atmosphère, de nombreuses stratégies sont appliquées, dont le captage direct dans l’air (DAC).
Captage direct du dioxyde de carbone dans l’air
Dans cette méthode de capture du carbone, le dioxyde de carbone est extrait directement de l’air. Le carbone capturé peut être soit stocké dans des formations géologiques profondes, soit utilisé dans diverses activités humaines telles que la transformation des aliments ou la fabrication de carburants synthétiques, indique l’Agence internationale de l’énergie (AIE) sur son site web.
Il existe deux grandes approches pour y parvenir. L’une est appelée le CAD liquide, où l’air passe à travers des systèmes liquides, où une réaction chimique se produit entre une solution liquide et le dioxyde de carbone est piégé dans la solution.
L’autre est un CAD solide qui utilise des filtres sorbants solides qui réagissent avec le dioxyde de carbone et les lient à eux. Ces deux systèmes sont réversibles, ce qui signifie que le dioxyde de carbone piégé peut être libéré à l’aide de températures élevées si nécessaire, et que les systèmes peuvent être réutilisés.
Avancées dans le domaine du captage du carbone
Le principal inconvénient des systèmes de capture du carbone est leur manque d’efficacité. Bien que des systèmes à grande échelle soient actuellement construits ou mis en place pour piéger le carbone, les systèmes perdent en efficacité au fur et à mesure qu’ils piègent le carbone et sont entachés par des coûts élevés de récupération du gaz.
L’équipe de Yamazoe à l’UTM a travaillé sur un système de séparation de phase liquide-solide pour capturer le carbone. Le système fonctionne comme un DAC liquide où le gaz est mis en bulle à travers une solution liquide. Toutefois, au lieu d’être piégé dans la solution, la réaction chimique se produit de sorte que le carbone piégé est insoluble et sort de la solution sous forme de solide.
Les chercheurs de l’UTM se sont concentrés sur l’utilisation de composés aminés liquides pour leurs travaux, indique le communiqué de presse, et ont bricolé leurs structures pour améliorer la vitesse et l’efficacité de la réaction.
En utilisant un composé appelé isophorone diamine (IPDA), les chercheurs ont atteint des efficacités de 99% en travaillant avec des concentrations de carbone de 40 ppm (parties par million), selon le communiqué de presse. Les chercheurs affirment que le carbone piégé s’est précipité sous forme d’acide carbamique, et que la vitesse de cette réaction est deux fois plus rapide que celle des principaux systèmes DAC dans le monde.
La capture du carbone est facile dans ce système, mais sa libération est tout aussi simple. Il suffit de chauffer le précipité à 60 degrés Celsius pour que le dioxyde de carbone soit récupéré. Le liquide récupéré peut ensuite être réutilisé dans le processus de piégeage du carbone.
Cela peut avoir de vastes ramifications pour les systèmes de capture du carbone à grande échelle qui pourraient être installés dans le monde entier. La recherche a été publiée dans la revue ACS Environmental Au.
Résumé
La séparation de phase entre une amine liquide et l’acide carbamique solide a présenté une efficacité d’élimination du CO2 de >99% dans un système de flux de CO2 de 400 ppm en utilisant des diamines portant un groupe aminocyclohexyle. Parmi elles, l’isophorone diamine [IPDA ; 3-(aminométhyl)-3,5,5-triméthylcyclohexylamine] a présenté la plus grande efficacité d’élimination du CO2. L’IPDA a réagi avec le CO2 dans un rapport molaire CO2/IPDA de ≥1 même dans H2O comme solvant. Le CO2 capturé a été complètement désorbé à 333 K car l’ion carbamate dissous libère du CO2 à basse température. La réutilisabilité de l’IPDA dans des cycles d’adsorption et de désorption du CO2 sans dégradation, l’efficacité >99% conservée pendant 100 h dans des conditions de capture directe de l’air et le taux élevé de capture du CO2 (201 mmol/h pour 1 mole d’amine) suggèrent que le système de séparation de phases utilisant l’IPDA est robuste et durable pour une utilisation pratique.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
