Des chercheurs de l'Université de Sydney ont mis au point une méthode pour réduire les émissions industrielles en utilisant des métaux liquides pour des réactions chimiques plus économes en énergie, ce qui pourrait transformer la fabrication de produits chimiques. Du gallium liquide dans une boîte de Petri. Crédit : Université de Sydney/Philip Ritchie
Les chercheurs suggèrent des méthodes pour réduire les émissions industrielles croissantes, améliorant ainsi la durabilité de la fabrication des produits du quotidien.
Des chercheurs de l’Université de Sydney ont proposé une nouvelle méthode pour réduire les émissions industrielles. Leur approche s’appuie sur « l’intelligence atomique » des métaux liquides pour favoriser des réactions chimiques plus écologiques et plus durables.
Malgré les efforts déployés à l'échelle mondiale en faveur des énergies renouvelables et de l'électrification, la production chimique est responsable d'environ 10 à 15 % des émissions totales de gaz à effet de serre. Plus de 10 % de l'énergie totale mondiale est utilisée dans les usines chimiques, et ces chiffres sont en augmentation.
Cela est dû aux grandes quantités d'énergie nécessaires pour provoquer les réactions chimiques utilisées pour fabriquer différents produits. Publié dans Scienceles chercheurs ont développé une feuille de route qui démontre comment le traitement chimique peut être transformé en changeant la nature dans laquelle les réactions se produisent.
Le rôle des réactions chimiques dans les produits modernes
Le professeur Kourosh Kalantar-Zadeh, directeur de l’École de génie chimique et responsable de la recherche, a déclaré : « Les gens oublient souvent que les réactions chimiques sont au cœur de tout ce que nous possédons et utilisons ; presque tous les produits modernes sont créés à l’aide d’une sorte de réaction chimique. Des plastiques de haute qualité pour les instruments médicaux à l’ammoniac pour l’agriculture, le processus actuel de création de ces produits nécessite des quantités importantes d’énergie, ce qui entraîne une augmentation des émissions de gaz à effet de serre. »
De nombreuses réactions chimiques, notamment celles permettant la production d’hydrogène vert, la synthèse de produits chimiques aux structures spécifiques tels que les polymères utilisés pour fabriquer des produits ménagers, et la décomposition de divers matériaux comme les microplastiques et les substances persistantes, notamment les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), sont autant de cibles potentielles d’amélioration utilisant des métaux liquides.
Placement de gallium liquide dans une boîte de Petri à l'aide d'une seringue. Crédit : Université de Sydney/Philip Ritchie
« L’utilisation de métaux liquides pour les réactions chimiques est encore un concept très récent ; la plupart des réactions chimiques reposent encore sur des processus vieux de plusieurs décennies. L’exploitation de « l’intelligence atomique » des métaux sous forme liquide pour déclencher des réactions reste largement inexplorée, mais recèle un énorme potentiel pour transformer l’avenir des industries chimiques », a déclaré le professeur Kalantar-Zadeh.
L’an dernier, son équipe a testé une technique utilisant des métaux liquides qui, espère-t-elle, remplacera les procédés de génie chimique à forte consommation d’énergie qui utilisent des catalyseurs solides – des métaux solides ou des composés provoquant des réactions chimiques – pour créer une gamme de produits, notamment des plastiques, des engrais, des carburants et des matières premières. Son équipe a récemment démontré la possibilité d’utiliser des alliages de métaux liquides dérivés de nombreux métaux pour la production d’hydrogène.
L'approche de l'équipe permet de déclencher des réactions chimiques à des températures plus basses, contrairement aux techniques actuelles qui nécessitent de chauffer les métaux jusqu'à plusieurs milliers de degrés centigrades. Les métaux liquides dissolvent à la place les métaux catalytiques (les métaux qui provoquent des réactions) comme l'étain, le cuivre, l'argent et le nickel à basse température, créant ainsi des alliages qui favorisent les réactions chimiques à faible énergie.
L’étude a été financée par la bourse Laureate du Conseil australien de la recherche.
