Un projet financé par l'UE dévoile les nouvelles opportunités offertes par la conversion du CO2
Le projet ELCAT (Electrocatalytic gas-phase conversion of CO2 in confined catalysts, ou conversion électrolytique du CO2 en phase gazeuse dans des catalyseurs confinés) financé par l'UE touche à sa fin. Les partenaires y participant ont fait l'inventaire de ses résultats lors leur dernière réunion, qui s'est tenue à Bruxelles (Belgique). Selon eux, le projet a confirmé la possibilité de convertir le CO2 en phase gazeuse en hydrocarbures liquides et alcools grâce à un procédé catalytique permettant de recycler le gaz carbonique. Cependant, davantage de travaux sont nécessaires avant que la technologie ne soit mise en pratique. Le projet ELCAT a reçu un financement d'environ 85000 euros dans le cadre du thème NEST (New and emerging science and technologies, ou sciences et technologies nouvelles et émergentes) du sixième programme-cadre (6e PC). Il a pour origine une observation de chercheurs de l'université de Messine en Italie, qui ont constaté qu'une réaction électrocatalytique pouvait être conduite à température et à pression ambiantes. Lorsque le dioxyde de carbone est confiné dans des microtubes de carbone et que des électrons et des protons circulent dans un catalyseur actif (constitué de nanoagrégats de métaux nobles), le gaz est réduit en divers hydrocarbures et alcools. De manière surprenante, les produits de la réaction sont semblables à ceux du procédé Fischer-Tropsch (FT), une réaction chimique catalysée qui convertit le monoxyde de carbone et l'hydrogène en un mélange d'hydrocarbures. Le procédé FT est étudié depuis un certain temps comme source potentielle de carburants et de matières premières. Ce procédé peut générer en quantités utiles des produits de ce type, à température et pression ambiantes, ce qui est difficile à obtenir par le procédé FT. Il pourrait ainsi faciliter la réduction du dioxyde de carbone dans l'atmosphère tout en produisant des matières premières. Cependant, cette réaction catalytique s'accompagne de nouveaux problèmes, à savoir une désactivation rapide du catalyseur et une productivité médiocre. En outre, il s'agit d'une électrocatalyse en phase gazeuse, un environnement très peu étudié par les scientifiques, qui s'intéressent traditionnellement à la phase liquide. Ce passage de la phase liquide vers la phase gazeuse peut faciliter la résolution de certains problèmes, notamment une diffusion et une productivité limitées. Cependant, les scientifiques du projet ELCAT ont rencontré d'autres difficultés, comme l'explique à CORDIS Nouvelles le précédent coordinateur du projet, Gabriele Centi de l'université de Messine. «Les conditions sont différentes, il faut donc changer la structure de l'électrode». Or, cela a donné lieu à de nouvelles possibilités d'améliorer les performances du procédé et a conduit à d'autres applications telles que la production d'hydrogène par une électrolyse contrôlée du système. «D'autre part, dans le cas d'une électrolyse en phase gazeuse, il n'y a pas de limites intrinsèques en température», ajoute M. Centi. «La phase liquide, elle, a des limites; ou bien il faut travailler sous pression, ce qui représente un coût supplémentaire. Le passage en phase gazeuse a donc réellement offert de nouvelles possibilités.» Au cours des trois années et demi écoulées, le projet ELCAT s'est concentré sur ces problèmes ainsi que sur la production des nanotubes de carbone adéquats. Les partenaires du projet sont déterminés à poursuivre leur travail, même si le projet lui-même s'achève fin février. Selon leurs estimations, la conversion électrocatalytique en phase gazeuse du CO2 pourrait être utilisable d'ici dix ans et permettrait de réduire de 5% les émissions de gaz carbonique au niveau mondial, en complément d'autres stratégies. «Le stockage de carbone est limité, notamment en raison du peu d'espace disponible. C'est pourquoi nous essayons de convertir directement en carburant ce gaz à effet de serre», déclare Siglinda Perathoner de l'université de Messine, actuellement chargée de la coordination du projet ELCAT. «Ce qui est, par conséquent, complémentaire, mais je pense qu'il vaut mieux convertir que stocker.» M. Centi et Mme Perathoner espèrent qu'avec la preuve de la faisabilité de la technologie, d'autres équipes se joindront au projet pour accélérer sa progression. Le secteur industriel montre déjà son intérêt, souligne M. Centi. «Jusqu'à présent, seul l'aspect négatif (le coût) du dioxyde de carbone était pris en compte. S'il est considéré en tant que matière première, il devient intéressant. La possibilité de le convertir en composés chimiques, susceptibles d'entrer dans tout cycle chimique ou de servir de carburant, ouvre des perspectives réellement nouvelles.» Le projet n'est semble-t-il pas passé inaperçu, car il a été inscrit au concours intitulé «The 25 million dollar idea» («l'idée valant 25 millions de dollars») consacré aux nouvelles solutions de réduction des émissions de gaz à effet de serre et instauré par Al Gore, ancien vice-président des États-Unis et prix Nobel de la paix, en collaboration avec l'homme d'affaires britannique Richard Branson. «D'autres projets sont certainement plus proches de la mise en application pratique», ajoute M. Centi. «À mon avis, beaucoup reste à faire. Nous ne sommes cependant pas seuls à penser que ce projet doive faire partie de cette liste.» Les partenaires du projet sont certainement satisfaits des résultats. Tel est le cas du Dr Monique Smaihi, de la direction générale pour la recherche de la Commission européenne, responsable scientifique du projet ELCAT. Elle rappelle que les partenaires sont partis de zéro et ont rencontré de nombreux problèmes imprévus. «Beaucoup de progrès restent à faire, car tous les problèmes ne sont pas résolus; cependant, les résultats, notamment à la lumière de la polyvalence de la technologie, ont été très prometteurs», conclut-elle.