CO2 plastique
Vue d’artiste de la nouvelle cellule électrochimique pouvant produire de l’éthylène à partir de dioxyde de carbone capté — © Meenesh Singh

Des ingénieurs américains ont mis au point un dispositif capable de convertir efficacement le dioxyde de carbone capté en éthylène et pouvant être alimenté par des sources d’énergie renouvelables.

Atténuer l’impact environnemental du plastique

Bien que le monde dépende du plastique, ce matériau polyvalent a un impact terrible sur l’environnement, à commencer par les énormes quantités de CO2 émises lors de sa production. Depuis des années, les scientifiques cherchent des moyens de l’atténuer en convertissant notamment le dioxyde de carbone capté en matériaux utiles tels que l’éthylène, l’un des principaux précurseurs du plastique.

Pour cette nouvelle étude publiée dans la revue Cell Reports Physical Science, des chercheurs de l’université de l’Illinois ont conçu une cellule électrochimique pouvant effectuer cette conversion plus efficacement. La moitié de la chambre est remplie d’une solution à base d’eau, tandis que l’autre moitié contient du dioxyde de carbone gazeux. Celles-ci sont séparées par une maille de cuivre 3D, à travers laquelle passe un courant électrique.

Ce processus attire les atomes d’hydrogène chargés des molécules d’eau dans l’autre chambre, où ils se combinent ensuite avec les atomes de carbone chargés du CO2, formant ainsi de l’éthylène (C2H4). L’équipe affirme que près de 100 % du dioxyde de carbone est converti en éthylène, ce qui est bien supérieur aux autres méthodes. Les sous-produits du processus comprenant l’oxygène et d’autres combustibles à base de carbone.

— Vink Fan / Shutterstock.com

Six tonnes de CO2 retirées pour chaque tonne d’éthylène produite

Normalement, la production d’éthylène est un processus à forte intensité énergétique qui libère jusqu’à 1,5 tonne de CO2 pour chaque tonne d’éthylène produite. Mais selon l’équipe, si des sources d’énergie renouvelables sont utilisées pour alimenter le nouveau processus, la production de plastique pourrait consommer plus de CO2 qu’elle n’en rejette.

« C’est un négatif net », explique Meenesh Singh, chercheur principal de l’étude. « Pour chaque tonne d’éthylène produite, vous retirez 6 tonnes de CO2 de sources ponctuelles qui seraient autrement libérées dans l’atmosphère. »

En termes d’efficacité énergétique, le procédé convertit environ 10 % de l’énergie solaire en produits carbonés, et environ 4 % en éthylène. Cela peut sembler peu, mais l’équipe affirme que le premier chiffre est cinq fois supérieur à celui obtenu avec les techniques de pointe actuelles, tandis que le second est à peu près équivalent à celui de la photosynthèse naturelle.

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