Pour limiter les émissions de gaz à effet de serre, une méthode prometteuse est de piéger le CO2 avant qu'il n'atteigne l'air. Mais les procédés actuels sont trop onéreux, surtout à cause de la chaleur exigée pour libérer le dioxyde de carbone capturé. Des nouveaux matériaux pourrait changer la donne en travaillant à des températures beaucoup plus basses.
Les solides carbonés, comme les fibres de carbone activé, offrent ainsi une alternative intéressante. Leur grande surface permet de capturer le CO2, et la présence de groupes azotés facilite sa libération avec moins d'énergie.
Fibre de carbone activé fonctionnalisée avec des groupes amine (-NH₂) en positions adjacentes.
Crédit: Professeur associé Yasuhiro Yamada, Université de Chiba, Japon
Une équipe de l'Université de Chiba, menée par le professeur Yasuhiro Yamada, a mis au point une nouvelle famille de matériaux appelés "viciazites". Leur particularité ? Les groupes azotés y sont disposés de manière contrôlée, côte à côte, et non au hasard. Cette avancée, publiée dans la revue
Carbon, repose sur une méthode de synthèse en plusieurs étapes.
Les tests ont montré des différences nettes. Les matériaux ont capturé plus de CO2 que les fibres de carbone non traitées. Surtout, la libération du CO2 s'effectue à des températures inférieures à 60 °C pour certaines configurations, ouvrant la voie à une récupération utilisant la chaleur perdue des industries, réduisant ainsi les coûts.
Une autre configuration, avec pyrrolique, nécessite plus de chaleur pour libérer le CO2, mais sa stabilité chimique accrue pourrait la rendre plus durable dans le temps. Chaque configuration a donc ses avantages selon l'usage visé.
Ces travaux offrent une feuille de route claire pour concevoir des matériaux de capture du carbone de nouvelle génération, à la fois efficaces et économiques.