Paul Savas, étudiant diplômé, introduit du plastique brut dans un broyeur pour le préparer à la pyrolyse.

Deux de nos plus gros problèmes environnementaux sont les tonnes de déchets plastiques inutilisables et les tonnes de dioxyde de carbone (CO2) qui sont libérées dans l’atmosphère par les émissions des cheminées. Un nouveau procédé prétend utiliser le premier pour piéger le second.

Actuellement mise au point par une équipe de l’université de Rice, la technique est une variation d’un procédé existant de recyclage des plastiques basé sur la pyrolyse – la pyrolyse est définie comme la décomposition thermique de matériaux à des températures élevées dans une atmosphère inerte.

La procédure commence par le broyage des déchets plastiques en une poudre, puis elle est mélangée à de l’acétate de potassium – c’est la partie unique – et ensuite chauffée à 600 ºC pendant 45 minutes. Cette opération transforme la poudre de plastique en particules absorbantes remplies de pores nanométriques, qui sont très efficaces pour piéger les molécules de dioxyde de carbone en suspension dans l’air.

La plupart des pores de chaque particule ont une largeur d’environ 0,7 nanomètre.

Chaque particule peut stocker indéfiniment jusqu’à 18 % de son propre poids en CO2 à température ambiante. Cependant, lorsqu’elle est chauffée à environ 75 ºC, elle libère le dioxyde de carbone piégé, qui pourrait être utilisé dans la production de produits tels que les carburants ou les matériaux de construction. La particule absorbante peut alors être réutilisée, car environ 90 % de ses pores sont rouverts lorsque le CO2 est libéré.

En prime, lors de la création initiale des particules, un sous-produit de cire est également produit, qui peut être utilisé dans les détergents ou les lubrifiants. Et surtout, si les plastiques couramment utilisés, tels que le polypropylène ou le polyéthylène haute et basse densité, sont généralement difficiles à recycler chimiquement, ils se prêtent parfaitement à la transformation en particules de capture du CO2.

Les scientifiques estiment que le coût de l’utilisation de filtres constitués de l’absorbant pour éliminer le CO2 des flux de gaz de combustion serait d’environ 19 € par tonne. En revanche, un procédé existant qui utilise des composés appelés amines pour éliminer le CO2 des flux de gaz naturel coûterait entre 80 et 160 dollars par tonne. De plus, on pense que l’absorbant devrait durer plus longtemps que les amines.

« Les sources ponctuelles d’émissions de CO2, comme les cheminées d’échappement des centrales électriques, peuvent être équipées de ce matériau dérivé de déchets plastiques pour éliminer d’énormes quantités de CO2 qui, normalement, se répandraient dans l’atmosphère », a déclaré le professeur James Tour, co-auteur principal de l’étude avec Wala Algozeeb, Paul Savas et Zhe Yuan. « C’est un excellent moyen de faire en sorte qu’un problème, les déchets plastiques, s’attaque à un autre problème, les émissions de CO2. »

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00955

https://news.rice.edu/news/2022/treated-plastic-waste-good-grabbing-carbon-dioxide