Innovation : une cellule électrochimique transforme le dioxyde de carbone en électricité - L'EnerGeek

Innovation : une cellule électrochimique transforme le dioxyde de carbone en électricité

Carbone_électricité_photo_clive_Howard_CornwellMalgré la progression des énergies renouvelables, le nombre de centrales thermiques en activité et en projet à l’heure actuelle reste très important à l’échelle internationale et impose la mise en œuvre de technologies de purification des fumées. Les techniques de captage du CO2 apparaissent comme les moyens les plus efficaces et pourraient même devenir des solutions incontournables au regard des derniers progrès accomplis aux Etats-Unis. Une équipe de recherche de l’université de Cornell dans l’Etat de New-York a mis au point une cellule électrochimique capable de capturer et d’exploiter le dioxyde de carbone dans la production d’électricité.

Des cellules électrochimiques à base d’aluminium et d’oxygène

L’équipe du professeur Lynden Archer, chercheur en chimie et génie biomoléculaire à l’université de Cornell, a développé une cellule capable de transformer le dioxyde de carbone (CO2) en éléments chimiques utiles tout en générant une quantité substantielle d’électricité. Si le concept de cellule électrochimique dans ce type de recherche n’est pas nouveau, ces scientifiques se démarquent ici par les matériaux utilisés et la mise à profit du CO2 dans la production d’énergie.

Dans la plupart des modèles précédents, les cellules fonctionnaient à base d’éléments rares comme le lithium, le sodium ou le magnésium en guise d’anode (l’électrode où a lieu une réaction électrochimique d’oxydation), et produisaient des carbonates sans aucune utilité. Présentée dans la revue scientifique Science Advances, la principale innovation des chercheurs de Cornell a consisté ici à utiliser de l’aluminium ainsi qu’un mélange d’oxygène et de dioxyde de carbone dans le rôle de l’ingrédient actif de la cathode.

Lire aussi : Sodium-ion : un nouveau prototype de batterie plein de promesses

Le processus qui s’ensuit a pour résultat de séquestrer le dioxyde de carbone et de le transformer en oxalate d’aluminium, tout en produisant de l’électricité. La cellule électrochimique est en effet capable de générer 13 ampères-heures pour chaque gramme de CO2 capturé, soit une intensité équivalente à celle des batteries développées actuellement. De son côté, l’oxalate d’aluminium obtenu peut être transformé en un acide oxalique d’une grande utilité industrielle appelé également sel d’oseille. “Un procédé capable de convertir le CO2 dans une molécule plus réactif tel qu’un oxalate qui contient deux atomes de carbone, ouvre une cascade de processus de réaction qui peuvent être utilisés pour synthétiser une variété de produits”, explique Lynden Archer.

Un dispositif autosuffisant adapté aux véhicules hybrides

Moins cher à produire, l’aluminium étant une ressource abondante et moins coûteuse que d’autres matériaux potentiels (lithium, sodium), ce dispositif permet d’envisager le développement de systèmes de stockage de CO2 autonomes.

“Le fait que nous ayons conçu une technologie de capture du carbone qui génère également de l’électricité est important. L’un des obstacles à l’adoption de la technologie de capture du CO2 actuelle dans les centrales électriques est que la régénération des fluides utilisés consomme plus de 25 % de la production d’énergie de l’usine. Cela limite sérieusement la viabilité commerciale de cette technologie. En outre, le CO2 capturé doit être transporté vers des sites où il peut être séquestré ou réutilisé, ce qui nécessite une nouvelle infrastructure”, explique Lynden Archer.

Lire aussi : Une technologie inédite de captage du CO2 par le froid

Mais avant d’être développée dans l’industrie, cette technique devra toutefois gagner en stabilité et s’affranchir de sa sensibilité à l’humidité. L’eau rend en effet ces cellules inopérantes, un inconvénient de poids dans des usines et centrales électriques où l’humidité est récurrente. Les travaux en cours se penchent donc sur les performances de systèmes électrochimiques et d’électrolytes moins sensibles à l’eau, et sur les différentes applications concrètes de ce dispositif. Ces chercheurs américains envisagent notamment de mettre au point un modèle adapté aux véhicules hybrides permettant de réduire toujours plus leur bilan carbone.

 

Crédits photo : Clive Howard – Cornell

Rédigé par : lucas-goal

Avatar
ven 7 Mar 2014
Trois centrales au fioul exploitées par EDF vont être mises à l'arrêt à partir d’avril  et ce jusqu’au mois d’octobre. Si ces fermetures estivales n’auront aucune conséquence sur la sécurité d’approvisionnement en France, elles illustrent bien la crise de surcapacité…
mer 6 Sep 2017
Après plusieurs mois de baisse consécutifs contrebalançant la forte hausse du mois de janvier dernier, les tarifs réglementés du gaz ne devraient pas évoluer à la rentrée. Selon un communiqué officiel de la Commission de régulation de l’énergie (CRE) publié…
mer 24 Oct 2018
Accusé d’affaiblir le pouvoir d’achat des Français, Edouard Philippe a défendu mardi 23 octobre 2018 la hausse du diesel. Selon lui, l'augmentation annoncée du prix du carburant n'est que la conséquence d'une volonté croissante de « décarbonisation » de l’économie…
lun 23 Sep 2019
Ce lundi 23 septembre 2019, le sommet de l’ONU pour le climat s’ouvre à New York. Le siège des Nations unies accueillera des chefs d’Etat du monde entier. Le Secrétaire général de l’ONU, Antonio Guterres, appelle à la concorde afin…

COMMENTAIRES

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.