Des chercheurs de l'Université King Abdullah des sciences et de la technologie ont dévoilé un système de percée qui pourrait changer notre façon de penser les émissions de carbone. Publié dans Catalyse de la nature Les chercheurs décrivent un système de conversion de dioxyde de carbone capturé (CO₂) en éthylène de qualité industrielle, un produit chimique de base essentiel aux plastiques, aux textiles et à la construction. Les travaux montrent un chemin direct vers la transformation des émissions de gaz à effet de serre en produits chimiques précieux.
En plus des avantages environnementaux, le professeur adjoint de chercheur principal, Xu Lu, a déclaré que les principales efficacités du système créent une opportunité de transformer le processus autrement coûteux de capture de CO2 dans un profit.
« Nous avons conçu et testé le système dans des conditions industrielles réalistes en utilisant un co₂ à haute pression capturé », a-t-il déclaré. « Nos résultats montrent que le carbone capturé peut être valorisé en un produit précieux avec un véritable potentiel économique. »
Le co₂ capturé peut être traité de plusieurs manières. Cependant, pour produire de l'éthylène, dont le marché mondial dépasse 200 milliards de dollars par an, l'électrolyse est particulièrement prometteuse, car elle peut être alimentée par l'électricité renouvelable et fonctionner dans des conditions plus douces que les autres techniques de capture.
Lu a dirigé une équipe de recherche qui a conçu un électrolyzer haute pression pour convertir O₂ avec de l'eau en éthylène. Le co₂ à haute pression est la production de systèmes de capture de carbone commerciaux, mais peu de recherches ont été effectuées sur le rôle de la pression lors de la conversion électrochimique en une marchandise précieuse. La percée du KAUST, a déclaré Lu, est la première à montrer que l'utilisation de pressions industrielles peut améliorer considérablement les performances et la stabilité de l'électrolyse.
En revanche, de nombreux systèmes antérieurs nécessitent des étapes dépressurisantes ou réprimantes, ce qui exige des quantités élevées d'énergie et une purification coûteuse de l'éthylène en raison de la production d'un produit mixte. Lu a ajouté que le système KAUST réduit le coût énergétique de la production d'éthylène de 0,8 gigajoules par tonne métrique par rapport aux systèmes d'électrolyse existants, ce qui est suffisant d'énergie pour alimenter une maison moyenne pendant une semaine.
Une analyse économique montre que le processus de KAUST peut faire de l'éthylène à 1 240 $ la tonne, ce qui est à peu près le même que le prix du marché d'aujourd'hui. Cependant, contrairement aux méthodes de production d'éthylène standard, qui sont à forte intensité d'énergie et de carbone, le processus KAUST utilise Co₂ et pourrait fonctionner sur l'électricité renouvelable. Avec l'optimisation du système, les coûts peuvent chuter davantage et transformer la capture du carbone d'une charge de coûts en une opportunité de profit.
Le professeur William Roberts a également contribué à l'étude.
