Une nouvelle approche ingénieuse pour extraire le CO2 des océans

Si le CO2 généré par les activités est connu pour s’accumuler dans l’atmosphère, on estime que les océans absorbent annuellement 30 à 40 % de ce type d’émission. Des chercheurs américains ont récemment dévoilé une nouvelle approche permettant d’extraire efficacement ce gaz à effet de serre de l’eau de mer.

Extraire efficacement le dioxyde de carbone de l’eau de mer

Ces dernières années, différents procédés ont été mis au point pour le captage direct du CO2 dans l’air, mais ils s’avèrent extrêmement énergivores : on estime que les plus efficaces consomment 1,83 mégawattheure par tonne de dioxyde de carbone capturé, empêchant actuellement d’envisager leur déploiement à grande échelle pour atténuer les effets du changement climatique.

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Il s’avère qu’il existe une autre option : les océans, qui constituent le principal puits de carbone de la planète (avec des concentrations jusqu’à 100 fois plus élevées que dans l’atmosphère). Lorsque les niveaux de CO2 atmosphériques augmentent, le gaz va commencer à se dissoudre dans l’eau de mer, maintenant un échange libre constant avec l’air.

Les approches existantes reposant sur des membranes coûteuses et un approvisionnement constant en produits chimiques pour maintenir les réactions nécessaires à l’extraction du dioxyde de carbone, des chercheurs du MIT ont mis au point un nouvelle technologie n’utilisant ni l’un ni l’autre. Consommant beaucoup moins d’énergie que les méthodes de captage aérien, leur dispositif comporte deux chambres, par lesquelles l’eau de mer transite.

La première intègre des électrodes réactives pour libérer des protons dans l’eau de mer, l’acidiant et transformant les bicarbonates inorganiques dissous en dioxyde de carbone gazeux, qui s’échappe sous forme de bulles recueillies par aspiration. L’eau est ensuite acheminée vers un second ensemble de cellules à tension inversée, qui recapturent les protons et la rendent alcaline avant qu’elle soit rejetée dans la mer. Périodiquement, lorsque l’électrode active est appauvrie en protons, la polarité de la tension est inversée, et la même réaction se poursuit avec l’eau circulant dans la direction opposée.

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Un coût optimisé d’environ 52 euros par tonne de CO2 capturé

Selon les chercheurs, dont les travaux ont été publiés dans la revue Energy & Environmental Science, une telle technique nécessite actuellement un apport énergétique de 122 kJ/mol-CO2 (équivalent à 0,77 mWh par tonne), qui pourrait être considérablement abaissé pour atteindre la limite thermodynamique de 32 kJ/mol-CO2.

Bien qu’un coût optimisé d’environ 52 euros par tonne de CO2 capturé soit évoqué, l’équipe précise que celui-ci ne comprend pas le dégazage sous vide, la filtration et les « coûts auxiliaires extérieurs au système électrochimique », dont l’analyse devra être effectuée séparément. La facture pourrait toutefois être allégée en intégrant les unités de captage du carbone dans d’autres installations, notamment les usines de dessalement, qui traitent déjà de grands volumes d’eau de mer.

Autre avantage de l’approche : si elle était réalisée dans les zones du globe les plus touchées par le phénomène d’acidification (qui menace les récifs coralliens et les mollusques), la libération d’eau alcaline à l’issue du processus pourrait contribuer à l’atténuer.

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