réacteur solaire
— © University of Cambridge

Les gaz à effet de serre et les déchets plastiques constituent deux des principaux problèmes environnementaux auxquels nous sommes actuellement confrontés. Entièrement alimenté par l’énergie solaire, le nouveau réacteur de Cambridge est spécialement conçu pour s’y attaquer, en convertissant le CO2 et les bouteilles en plastique usagées en composés utiles.

Traiter efficacement le dioxyde de carbone et le plastique

Le CO2 atmosphérique est à son niveau le plus élevé depuis des millénaires, ce qui a des conséquences dévastatrices sur le climat. Parallèlement, notre dépendance à l’égard du plastique entraîne une énorme accumulation de ce matériau partout dans le monde. Si différentes solutions ont été explorées au fil des années pour limiter ces types de pollution, des scientifiques de l’université de Cambridge ont mis au point le premier réacteur capable de les traiter simultanément.

Présenté dans la revue Nature Synthesis, le dispositif comporte deux compartiments distincts (l’un pour le plastique et l’autre pour le dioxyde de carbone), renfermant chacun une unité à base de pérovskite qui absorbe l’énergie solaire et l’utilise pour alimenter une réaction convertissant la substance de départ en produits utiles, dont la nature dépend du type de catalyseur utilisé.

« Généralement, la conversion du CO2 nécessite beaucoup d’énergie, mais avec notre système, il suffit d’un peu de lumière pour convertir les produits nocifs en quelque chose d’utile et de durable », explique le Dr Motiar Rahaman, co-premier auteur de l’étude. « Jusqu’à présent, aucun dispositif ne permettait d’obtenir des produits de grande valeur de manière aussi sélective et efficace. »

Représentation schématique du réacteur — © University of Cambridge

Un système particulièrement flexible

Différents tests ont montré que le réacteur pouvait fonctionner efficacement dans des conditions normales de température et de pression, en étant uniquement alimenté par la lumière solaire. Un catalyseur en alliage cuivre-palladium a permis de convertir des bouteilles en plastique PET en acide glycolique (produit chimique utilisé dans l’industrie cosmétique), tandis que le CO2 a été transformé en monoxyde de carbone à l’aide d’un composé de cobalt, en gaz de synthèse à l’aide d’un alliage cuivre-indium et en formiate à l’aide d’une enzyme spécifique.

Selon l’équipe, son rendement se révèle jusqu’à 100 fois plus élevé que celui des dispositifs utilisant d’autres types de catalyseurs exploitant l’énergie solaire.

« Nous fabriquons des molécules à base de carbone assez simples pour l’instant, mais nous comptons continuer à affiner notre approche afin de pouvoir fabriquer des composés beaucoup plus complexes, en changeant simplement de catalyseur », conclut Subhajit Bhattacharjee, co-auteur de l’étude.

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