Des chercheurs japonais conçoivent un nouveau matériau transformant du CO2 en matériaux organiques

Illustration du polymère. © Mindy Takamiya

Une équipe de l'université de Kyoto a développé un nouveau matériau capable de capter les molécules de CO₂, et de les transformer en matériaux organiques utiles.

Si la captation du CO₂ n'est pas nouvelle, ce nouveau matériau a néanmoins des propriétés intéressantes.

Une grande affinité avec le CO₂

Parmi les sociétés proposant de capter du CO₂, on peut citer Climeworks, qui a commencé à installer ses « aspirateurs à CO₂ » en Italie, en 2018. Différentes alternatives proposent également de transformer le CO₂ stocké. En septembre, nous vous parlions, par exemple, de chercheurs de l'université de Stanford, qui travaillent à la transformation de CO₂ en carburant synthétique neutre en carbone.

Le problème du CO₂ est que sa captation comme sa transformation demandent beaucoup d'énergie et/ou de moyens financiers. Et l'intérêt du procédé est évidemment réduit lorsque la production de l'énergie requise pour transformer la molécule entraîne elle-même des émissions de CO₂.

Pour répondre à cette problématique, les chercheurs de l'université Kyoto ont donc mis au point un matériau qui se démarque de ceux que l'on connaît par son efficacité énergétique. Ken-ichi Otake, chimiste spécialiste des matériaux à l'ICeMS (Institute for Integrated Cell-Material Sciences) de Kyoto, a ainsi déclaré : « Nous avons conçu un matériau poreux ayant une grande affinité avec les molécules de CO₂, pouvant les convertir rapidement et avec efficacité en matériaux organiques utiles ».

Du PCP au polyuréthane

Ce nouveau matériau est un polymère de coordination poreux (PCP, ou MOF pour les anglo-saxons), capable de fonctionner comme un tamis : sa structure moléculaire permet de « trier » les molécules qui s'en approchent. Composé de zinc et d'ions métalliques, sa structure en forme d'hélice évolue en effet à l'approche de molécules de CO₂ pour faciliter leur capture. D'après le rapport des chercheurs, ce matériau serait ainsi dix fois plus efficace dans la captation du CO₂ que les autres PCP.

En outre, il serait recyclable : des tests en laboratoire ont montré qu'après dix recyclages du matériau, celui-ci gardait la même efficacité dans la captation du dioxyde de carbone.

Une fois que le CO₂ a été capturé, le PCP peut être utilisé pour créer du polyuréthane, un polymère organique servant notamment dans l'industrie textile, pour la réalisation d'emballages et dans le secteur de l'électroménager. « L'une des approches les plus vertes dans la captation du carbone réside dans sa transformation en produits chimiques, comme les carbonates cycliques, qui peuvent être utilisés dans les produits pétrochimiques et pharmaceutiques », affirme Susumu Kitagawa, chimiste des matériaux à l'université de Tokyo.

Source : ICeMS