Des produit chimiques et de l'énergie à partir du dioxyde de carbone
La capture et le stockage du carbone peuvent entraîner des réductions significatives des émissions dans certains secteurs, mais ils présentent des défauts. Le coût d'investissement correspondant est élevé tandis que la capacité potentielle de stockage est incertaine. La résistance du public s'est également développée au cours des dernières années et le procédé consomme beaucoup d'énergie. Plutôt que de traiter le CO2 capturé comme un déchet, il peut être considéré comme une ressource chimique pour la synthèse d'autres produits chimiques. Cela était l'objet du projet MICROBIOELECTROSYN (Microbially catalysed electricity driven bioproduction from CO2 at the cathode in bioelectrochemical systems) financé par l'UE. MICROBIOELECTROSYN était motivé par le développement récent des systèmes bioélectrochimiques (SBE). En particulier, les piles à combustible microbiennes qui utilisent des bactéries pour oxyder de la matière organique et inorganique pour générer du courant électrique progressent rapidement du contexte du laboratoire vers celui de la commercialisation. Plusieurs avantages, dont la possibilité de produire des composés multicarbonés, rendent cette approche de bioproduction prometteuse. De plus, l'énergie nécessaire pour la production grâce à l'électricité de produits de chimie fine en utilisant des microorganismes peut être récupérée à partir de sources renouvelables. Avant le projet MICROBIOELECTROSYN, seuls quelques catalyseurs microbiens adaptés à ces processus avaient été identifiés. De plus, l'impact des matériaux d'électrode et des autres paramètres opérationnels sur la colonisation microbienne aux cathodes n'était pas connu. En premier lieu, les chercheurs ont développé une approche efficace pour enrichir une communauté microbienne mixte mais reproductible. La population microbienne enrichie a ensuite été utilisée avec succès dans les cathodes SBE pour le démarrage instantané de bioproduction d'acétate à partir de CO2. Le processus d'enrichissement comprenait l'ajout de 2-bromoéthanesulfonate une fois au cours de la phase initiale, suivi de plusieurs transferts de culture se succédant rapidement. Combiné avec le fonctionnement galvanostatique continu des cathodes, cela a permis d'obtenir les meilleurs taux de production d'acétate à ce jour. La démonstration réussie de l'électrosynthèse microbienne continue ouvre la voie à une conversion rapide du CO2 et de l'énergie électrique excédentaire en produits chimiques stockables dans le cadre du concept de capture et d'utilisation du carbone. Cependant, plusieurs paramètres opérationnels doivent encore être optimisés pour mettre ce concept en pratique.
Mots‑clés
Dioxyde de carbone, stockage géologique, renouvelable, acétate, capture et utilisation du carbone
