Une poudre miracle absorbe le CO2 de l'air « comme rien d'autre »

Des chercheurs de l'Université de Berkeley, en Californie, ont inventé un matériau sous forme de poudre qui absorbe le dioxyde de carbone avec une efficacité étonnante. 200 g seulement peuvent absorber 20 kg de CO2, soit la même quantité qu'un arbre en un an.

Il s'agit du COF-999, qui est l'abréviation de Covalent Organic Frameworks. Le terme désigne une classe de matériaux cristallins poreux dotés de larges pores, d'une grande surface et d'une faible densité. Cela les rend adaptés à la capture directe de l'air (DAC) , le processus d'aspiration du CO2 existant dans l'air. Étant donné les niveaux alarmants de concentration de CO2 dans l'atmosphère aujourd'hui , c'est le genre de percée dont le monde a besoin.

Comment le COF-999 capture-t-il le carbone de l’air ?

Ce matériau a été développé par une équipe dirigée par Omar Yaghi, professeur de chimie à l'université de Berkeley et inventeur des COF. Il développe ce type de matériaux depuis les années 1990.

Le COF-999 possède des pores décorés de composés appelés amines, qui peuvent s'accrocher aux molécules de CO2. Sa structure poreuse permet de capturer le carbone sur une grande surface, tandis que ses liaisons covalentes sont incroyablement fortes. Lorsque l'air ambiant traverse la poudre, les polymères aminés basiques du COF-999 s'accrochent au CO2 acide et le piègent.

Une visualisation du COF-999, présentant des canaux hexagonaux décorés de polyamines qui lient les molécules de CO2 (boules bleues et oranges)

Bien que les méthodes DAC aient déjà utilisé des solutions d'amines dans l'eau, le COF-999 est un meilleur matériau pour cette tâche à bien des égards. Pour commencer, vous n'avez pas besoin de le chauffer pour le faire fonctionner ; il peut capturer le CO2 à température ambiante. Il peut également être réutilisé au moins 100 fois sans se dégrader ni perdre sa capacité, et il peut adsorber de manière sélective une grande quantité de CO2.

L'auteur de l'étude, Zihui Zhou, avec un échantillon de test de COF-999, debout devant un analyseur qui mesure l'adsorption de CO2

De plus, le responsable de l'étude, Zihui Zhou, a déclaré au LA Times que le COF-999 capture le dioxyde de carbone « au moins 10 fois plus vite » que les autres matériaux DAC.

Une fois que la poudre a capturé le CO2, elle peut être chauffée à 60 °C pour le libérer. Ce CO2 peut ensuite être séquestré de manière permanente dans des formations géologiques souterraines afin de ne pas polluer l'atmosphère, ou utilisé pour produire des matériaux comme le béton et le plastique.

Pouvons-nous déjà commencer à purifier notre air ?

Des centrales DAC sont déjà en place ou en cours de construction dans le monde entier , mais leur fonctionnement est coûteux et énergivore. Selon le Forum économique mondial, il en coûte actuellement entre 600 et 1 000 dollars pour éliminer une tonne de CO2 de l'air ; l'agence a noté l'année dernière que ce chiffre devait tomber à moins de 200 dollars pour que la technologie soit largement adoptée.

Quant au COF-999, il doit encore être testé et peaufiné avant d’être utilisé à grande échelle, ce qui, selon Yaghi, pourrait prendre environ deux ans. Le matériau peut être optimisé pour capturer davantage de CO2 et gérer davantage de cycles de capture avant de se dégrader.

L'étude a conduit Omar Yaghi à utiliser des modèles moléculaires de structures organométalliques, antérieurs à ses COF

Omar Yaghi n'a pas encore précisé combien coûterait la production du COF-999, nous ne savons donc pas dans quelle mesure il contribuerait à réduire les coûts des DAC. Cependant, il a noté que sa fabrication ne nécessite pas de matériaux coûteux, donc c'est un avantage.

Selon l'Agence internationale de l'énergie, nous ne captons actuellement que 0,01 mégatonne de CO2 par an dans le monde. Cela représente une infime partie des 85 mégatonnes que nous devons éliminer chaque année d'ici 2030. Dans le même temps, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat estime que nous devons éliminer jusqu'à 10 milliards de tonnes de CO2 par an d'ici 2050 pour atteindre la neutralité carbone.

Il reste encore beaucoup à faire et nous espérons voir d'autres inventions comme la merveilleuse poudre jaune d’Omar Yaghi dans un avenir proche. Un article sur cette étude a récemment été publié dans la revue Nature .

https://news.berkeley.edu/2024/10/23/capturing-carbon-from-the-air-just-got-easier