publié le 30 janvier 2024 à 18h42
Une équipe de chercheurs du Brookhaven Laboratory et de l’Université Columbia de New York a technologie permettant de convertir le CO2 de l’atmosphère en nanofibres de carbone pouvant être utilisées pour renforcer le ciment.
La technologie permettant de fabriquer des nanofibres à partir de flux de déchets fossiles n’est pas nouvelle. Elle obtient son premier brevet en 1889. Malheureusement, l’idée est alors abandonnée car le récipient métallique nécessaire à la production des nanofibres a été endommagé à plusieurs reprises. Il fallait donc constamment le remplacer, ce qui était trop coûteux compte tenu de la faible rentabilité de l’opération. Les scientifiques se sont à nouveau intéressés aux applications des nanofibres de carbone dans les années 1980, conduisant au développement de techniques de production plus efficaces.
L’équipe de recherche de l’État de New York utilise deux technologies pour fabriquer les nanofibres : l’électrocatalyse et la thermocatalyse. Ces deux façons de faire utilisent un catalyseur, c’est-à-dire un élément qui rend possible une réaction chimique et augmente la vitesse de cette réaction. L’électrocatalyse permet une réaction chimique utilisant des décharges électriques. La thermocatalyse, quant à elle, favorise la décomposition d’un corps grâce à la chaleur et à la pression.
Les chercheurs ont d’abord conclu qu’il est plus facile de fabriquer des nanofibres avec du monoxyde de carbone (CO) qu’avec du dioxyde de carbone (CO2). Il fallait donc trouver un moyen de fabriquer du CO à partir du CO2 présent dans l’atmosphère. Ils ont utilisé un électrocatalyseur qu’ils ont fait réagir avec deux éléments : le CO2 et l’eau (H2O). Cette opération leur a fourni du CO, mais aussi de l’hydrogène gazeux (H2). Merveilleuse découverte, car l’hydrogène gazeux peut être utilisé comme carburant. De plus, la combustion ne dégage aucun résidu. C’est un carburant vert.
L’étape suivante consistait à former les nanofibres. Pour cela, ils ont utilisé un thermocatalyseur constitué d’un alliage de fer et de cobalt. À une température de 400°C, la molécule de CO se décompose pour former du carbone (C) et de l’oxygène (O). En ajoutant un peu de cobalt supplémentaire, ils ont permis aux molécules de carbone de coller plus facilement ensemble pour créer les nanofibres. Ceux-ci incorporés au ciment augmentent la résistance de ce matériau.
Les chercheurs soulignent que la durée de vie de ce ciment n’est que de 50 ans. Ils ajoutent que nous avons donc un demi-siècle pour trouver un moyen de faire évoluer notre société vers un mode zéro émission de carbone.
