Contre le changement climatique : les piles recyclables extraient du CO2 de l'atmosphère
Des scientifiques de l'université de Paderborn récompensées par un prix de recherche
Avec la nouvelle loi sur la protection du climat, l'Allemagne s'est engagée à atteindre la neutralité en matière de gaz à effet de serre d'ici 2045. Pour cela, il faut éviter les émissions, éliminerle CO2 de l'atmosphère et remplacer les énergies fossiles par des énergies renouvelables. Selon les experts*, il sera toutefois encore nécessaire après 2045 de capterle CO2 et de l'utiliser ensuite ou de le stocker dans des couches rocheuses profondes - connu sous les abréviations CCS, CCU et CCUS ("Carbon Capture, Utilisation and Storage", en français Captage, Utilisation et Stockage du Carbone). Un nouveau projet de recherche de l'université de Paderborn, qui vise à développer des "batteries au CO2 à métaux de transition (TMBC)", est au service de ces efforts. Ces batteries promettent non seulement de stocker les énergies renouvelables, mais aussi de réduire lesémissions de CO2. María Nieves López Salas et PD Dr. Teresa de los Arcos de Pedro, toutes deux du département de chimie, viennent de recevoir le prix de la recherche de l'université pour leur projet "CO2BATT".
Réduction du CO2 grâce à de nouvelles électrodes
"Les batteries au CO2 offrent un grand potentiel pour la protection du climat. Elles pourraient contribuer à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et ouvrir la voie à des sources d'énergie plus respectueuses de l'environnement", explique López Salas, dont les recherches se concentrent sur la chimie durable des matériaux. "Mais elles comportent également des défis importants", poursuit la scientifique. Les obstacles actuels vont de la faible solubilité du dioxyde de carbone à la surtension élevée qui se produit lors de la transformation du CO2 gazeuxen un carbonate solide dans la cathode. En outre, les sous-produits indésirables qui se forment au cours de ce processus endommagent les matériaux de la cathode.
À titre de comparaison, les batteries lithium-ion traditionnelles ont deux électrodes. Une anode - appelée familièrement pôle négatif - et une cathode, le pôle positif, où le stockage de l'énergie s'effectue par différentes réactions chimiques. Elles ont toutefois un gros point faible, car "les batteries lithium-ion ne sont pas recyclables. C'est pourquoi nous considérons le cycle de vie des TMBCs dès le début, dans un souci de durabilité", ajoute de los Arcos de Pedro. C'est là que CO2BATT entre en jeu : "Grâce à une spectroscopie à rayons X avancée, nous voulons acquérir une compréhension approfondie des interactions lors de laréduction du CO2 sur les cathodes à base de carbone enrichies en métaux de transition comme le fer, le zinc ou l'aluminium. C'est la voie à suivre pour développer de nouvelles batteries entièrement recyclables qui produisent de l'énergie à partir du CO2 qu'elles extraient de l'atmosphère", poursuit de los Arcos de Pedro. López Salas ajoute : "Le défi consiste à obtenir une activité et une sélectivité élevées de laconversion du CO2. Pour cela, il est important de connaître les endroits spécifiques de la surface carbone-métal qui influencent la transformation des ions de métal de transition en un carbonate parréduction du CO2. Or, cela n'a guère été étudié jusqu'à présent".
Le projet est divisé en différents lots de travail, de la fabrication de matériaux cathodiques au développement d'une cellule électrochimique spéciale pour les mesures de spectroscopie aux rayons X, en passant par des tests électrochimiques. Cette approche globale permet aux chercheuses de comprendre les mécanismes qui sous-tendent laréduction du CO2 et le stockage de l'énergie. Le succès de CO2BATT promet non seulement des progrès dans le développement de TMCB plus efficaces, mais pourrait également avoir des répercussions sur un plus large éventail de technologies decapture et d'utilisationdu CO2.
La plus haute distinction de l'université pour la recherche sur le développement durable
"Des projets comme CO2BATT sont d'une pertinence incroyable. Ils s'inscrivent dans le cadre des efforts mondiaux en matière de durabilité et démontrent de manière impressionnante l'engagement de l'université dans la promotion de solutions innovantes", explique le professeur Johannes Blömer pour justifier la décision de sélectionner le projet pour le prix de la recherche doté de 150 000 euros. Le vice-président de la recherche et de la relève scientifique ajoute : "En élargissant les connaissances scientifiques sur le stockage de l'énergie et la capture du carbone, CO2BATT contribue aux efforts mondiaux visant à lutter contre le changement climatique et à faire progresser les technologies d'énergie renouvelable. Les résultats de la recherche pourraient avoir de vastes implications et ouvrir de nouvelles voies pour l'utilisation du CO2 en tant que ressource".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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