Pour atténuer le changement climatique mondial, les émissions du coupable principal, le dioxyde de carbone, doivent être considérablement réduites. Un processus nouvellement développé aide à résoudre ce problème: CO2 est directement divisé électrochimiquement en carbone et en oxygène.
En tant qu'équipe de recherche chinoise dans la revue Édition internationale d'Angewandte Chemiel'oxygène pourrait également être produit de cette manière sous l'eau ou dans l'espace – sans nécessiter de conditions strictes telles que la pression et la température.
Les plantes à feuilles sont des maîtres de l'art de la neutralité du carbone: pendant la photosynthèse, ils convertissent CO2 en oxygène et glucose. Les atomes d'hydrogène jouent un rôle important en tant que «médiateurs». Cependant, le processus n'est pas particulièrement efficace.
De plus, l'oxygène produit ne vient pas du CO2 mais de l'eau absorbée. Véritable fractionnement de CO2 ne se déroule pas dans les plantes et n'a pas non plus été atteint à des températures modérées par des moyens techniques jusqu'à présent.
Ping HE, Haoshen Zhou, et leur équipe de l'Université Nanjing, en collaboration avec un chercheur de l'Université Fudan (Shanghai) ont maintenant atteint leur objectif de divisé directement le CO2 en carbone élémentaire et en oxygène. Au lieu de l'hydrogène, le « médiateur » dans leur méthode est le lithium.
L'équipe a développé un dispositif électrochimique composé d'une cathode à gaz avec un cocatalyseur à l'échelle nanométrique en ruthénium et cobalt (Ruco) ainsi qu'une anode lithium métallique. CO2 est introduit dans la cathode et subit une réduction électrochimique en deux étapes avec du lithium. Initialement, le carbonate de lithium Li2CO3 est formé, qui réagit davantage pour produire de l'oxyde de lithium Li2O et carbone élémentaire.
Dans un processus d'oxydation électrocatalytique, le Li2O est ensuite converti en ions lithium et en oxygène o2. L'utilisation d'un catalyseur Ruco optimisé permet un rendement très élevé de O2plus de 98,6%, dépassant considérablement l'efficacité de la photosynthèse naturelle.
Ainsi que Pure Co2des tests réussis ont également été effectués avec des gaz mixtes contenant des fractions variables de CO2y compris des gaz de combustion simulés, un CO2/ O2 Mélange et gaz de Mars simulé. L'atmosphère sur Mars se compose principalement de CO2bien que la pression soit inférieure à 1% de la pression de l'atmosphère terrestre. L'atmosphère Mars simulée contenait ainsi un mélange d'argon et de 1% de CO2.
Si la puissance requise provient des énergies renouvelables, cette méthode ouvre la voie à la neutralité du carbone. En même temps, c'est une méthode pratique et contrôlable pour la production de O2 de CO2 Avec un large potentiel d'application – de l'exploration de la mars et de l'approvisionnement en oxygène pour les combinaisons spatiales au soutien à la vie sous-marine, aux masques respiratoires, à la purification de l'air intérieur et au traitement des déchets industriels.
