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H2020

willpower — Résultat en bref

Project ID: 726539
Pays: Allemagne
Domaine: Énergie

Exercer le pouvoir citoyen pour une économie à faibles émissions de carbone: une première mondiale pour produire du carburant domestique à partir de CO2 atmosphérique

Afin de contribuer à l’ambition de l’UE pour que l’Europe devienne une économie compétitive à faibles émissions de carbone d’ici 2050, le système «willpower» crée du combustible à méthanol à partir de CO2 atmosphérique environnant, qui profite ainsi aux secteurs énergétique et automobile, entre autres.
Exercer le pouvoir citoyen pour une économie à faibles émissions de carbone: une première mondiale pour produire du carburant domestique à partir de CO2 atmosphérique
Un des domaines qui est prêt pour l’engagement des consommateurs vers une économie à faibles émissions de carbone est le secteur du chauffage, qui a été responsable d’environ 54 % du total d’émissions en CO2 de l’UE en 2016, d’après Eurostat.

Pour aider à réduire cette quantité, Gensoric a reçu le soutien de l’UE pour développer son système «willpower», le premier dans le monde à tirer profit du CO2 pour générer du combustible pour le chauffage et pour d’autres applications. La technologie de base consiste en une technologie électro-biocatalytique brevetée et largement validée qui fonctionne en conditions normales.

Le système «willpower» produit du méthanol à partir de l’air (CO2 atmosphérique) et de l’eau. Les réactions chimiques ont lieu en conditions très douces à l’aide d’enzymes standard, sans matières dangereuses ni réservoirs à haute pression, c’est pourquoi la technologie est applicable sans les exigences de sécurité spécialisée. Cela ouvre un énorme marché potentiel.

Électrodes intelligentes

Le projet «willpower» a conçu des électrodes qui créent le cadre approprié pour la réaction chimique souhaitée. Comme l’explique M. Antonio Martinez, coordinateur du projet, «tout a commencé avec l’idée folle de fabriquer des électrodes intelligentes. Les électrodes classiques fournissent de la tension et des électrons, mais les nôtres “perçoivent” également la température de travail, ce qui étend la portée de leurs fonctions.» Dans ce cas, cela garantit que les réactions chimiques offrent un grand rendement des produits finaux.

En expliquant le processus électro-biocatalytique, M. Martinez le compare au contraire de ce que notre foie accomplit lorsqu’il transforme l’alcool, car il utilise des cascades d’enzymes déclenchant trois réactions chimiques pour transformer l’alcool en eau, en CO2 (que nous expulsons) et en chaleur.

L’équipe a construit une chambre de réacteur avec ses électrodes et ses enzymes personnalisées, lesquelles, une fois le CO2 atmosphérique capturé dans l’eau, facilitent la séquence appropriée de réactions chimiques pour produire l’énergie, stockée sous forme de méthanol. Il peut être utilisé à la demande, car il s’agit d’un combustible très sûr et facilement transportable.

M. Martinez synthétise: «Quand on réalise que, normalement, nous aurions besoin de 625 kg de batteries lithium-ion pour stocker la même quantité d’énergie qu’arrivent à contenir 10 kg de méthanol, nous constatons qu’il offre une alternative très efficace et intelligente.»

La rapidité du projet a obligé de recourir à l’utilisation d’enzymes non spécifiques et disponibles sur le marché dans la chambre de réacteur, atteignant ainsi une efficacité d’environ 20 %. Toutefois, les chercheurs sont sûrs que les enzymes personnalisées peuvent multiplier par deux ce nombre et, avec des mesures supplémentaires (en cours d’élaboration), l’efficacité pourrait atteindre environ 80 %.

Le système (réacteurs et unités pour capturer le CO2, fondé sur la technologie spatiale) a été conçu pour être modulaire, ce qui veut dire que sa taille pourrait être adaptée en fonction des besoins, le rendant suffisamment flexible pour utiliser le CO2 issu d’autres sources, comme des systèmes d’échappement.

Potentiel révolutionnaire

Cette technologie pourrait vraiment changer la donne. Comme l’explique M. Martinez, «d’abord, l’idée que la combustion pollue toujours l’environnement est désormais fausse. Notre système est non seulement propre et neutre en CO2, mais en plus, le CO2 est un ingrédient utile. Aussi, pour la première fois, les citoyens auront un accès direct à la production d’énergie décentralisée.»

Outre la réduction des émissions, «willpower» s’aligne sur d’autres stratégies de l’UE. Par exemple, en offrant des alternatives aux importations de gaz et de pétrole provenant de régions instables. De la même façon, le fait d’utiliser principalement l’énergie renouvelable signifie que le système peut stocker une quantité plus élevée de cette énergie comparée aux générateurs de haute tension et aux batteries.

Pour accéder au marché, l’équipe optimise l’efficacité et les coûts à l’aide de tests sur les nouveaux matériaux pour les électrodes et de la personnalisation d’enzymes catalytiques pour stimuler la production de méthanol. En outre, la combustion du méthanol pour le chauffage émet de l’eau et du CO2, et l’équipe veut les réutiliser pour produire à nouveau plus de méthanol.

Mots-clés

willpower, CO2, énergie, méthanol, batterie, neutre en carbone, électro-biocatalytique, chauffage, combustible, enzymes catalytiques, réacteur