Les piles à hydrogène alimentent déjà les bus dans des villes telles que Londres. Image: Boues G via Flickr
Que ce soit pour transformer le dioxyde de carbone en carburant ou pour permettre aux voitures de fonctionner à l'eau, les chercheurs scientifiques du monde entier exploitent le potentiel de nouvelles sources d'énergie.
La biologie moléculaire a été utilisé par les scientifiques aux États-Unis pour faire un catalyseur qui peut scinder l'eau en hydrogène et oxygène. Cela signifie qu'un matériel biotechnologique véritablement renouvelable pourrait être utilisé pour aider les voitures courir sur l'eau.
En Chine, les chimistes ont annoncé un nanotissu - un catalyseur mis en atomes à la fois - qui pourrait commencer le processus de transformation du dioxyde de carbone de gaz à effet de serre de retour en carburant.
Et avec ce qui semble être un timing parfait, une nouvelle entreprise technologique en Suisse espère être la première usine commerciale à récolter du dioxyde de carbone de l'air.
Les deux premières propositions sont encore en phase de laboratoire et la troisième n'a pas encore prouvé sa viabilité. Mais les progrès du laboratoire gardent en vie les espoirs du recyclage ultime de l’énergie.
Dans le premier processus, l’eau fournit l’énergie nécessaire à une réaction chimique qui propulse un véhicule, puis se retrouve sous forme d’eau provenant du tuyau d’échappement d’une voiture. Et dans la seconde, un gaz libéré sous forme d'émissions de combustibles fossiles pourrait être reconverti en carburant.
Catalyseur au platine
La pile à combustible d'hydrogène il y a longtemps a commencé à fournir de l'énergie pour le vol spatial habité, et est déjà utilisé dans les transports publics urbains, avec un catalyseur de platine fusion combustible à l'hydrogène et de l'oxygène de l'air pour libérer l'énergie électrique et de l'eau.
Mais le platine est rare et coûteux à exploiter. Et l'hydrogène, bien que l'élément le plus répandu dans l'univers, est une matière difficile à manipuler en vrac.
Trevor Douglas, professeur de chimie à la Université de l'Indiana, US, et collègues rapport dans Nature Chemistry qu'ils exploitaient la capacité d'un virus à s'auto-assembler et à incorporer une enzyme très sensible appelée hydrogénase, capable d'absorber des protons et de cracher du gaz hydrogène. Ils l'ont surnommé P22-Hyd.
«Le résultat final est une particule ressemblant à un virus qui se comporte comme un matériau hautement sophistiqué qui catalyse la production d'hydrogène, explique le professeur Douglas.
«Le matériau est comparable au platine, sauf qu’il est véritablement renouvelable. Vous n'avez pas besoin de l'exploiter; vous pouvez le créer à la température ambiante à grande échelle en utilisant la technologie de fermentation. C'est biodégradable. Fabriquer un matériau durable haut de gamme est un processus très vert.
«Nous avons une croyance fondamentale que les choses ne peuvent pas aller sur la façon dont ils ont été en cours, avec de plus en plus de pétrole pompé hors de la terre"
P22-Hyd fonctionne dans deux directions: il brise les liaisons chimiques de l'eau pour produire de l'hydrogène et inversement, il recombine l'hydrogène et l'oxygène pour générer de l'énergie. Donc, il pourrait être utilisé à la fois pour produire de l'hydrogène et pour le brûler.
Jusqu'à présent, les scientifiques ont établi ce qui pourrait émerger, et de telles recherches n'en sont qu'un autre. exemple de l'ingéniosité et de l'imagination que les ingénieurs et les chimistes démontrent dans une foule de tentatives pour trouver nouveaux moyens de faire face à la crise énergétique mondiale précipité par le changement climatique, qui est elle-même une conséquence de la combustion prodigue des combustibles fossiles.
Le changement climatique est provoqué par l'accumulation sans répit dans l'atmosphère de dioxyde de carbone libéré par la combustion de combustibles fossiles - et les chimistes ont déjà proposé que le gaz à effet de serre pourrait être recyclé.
Tentatives de capture de carbone Jusqu'à présent, la technologie nécessaire pour reconstituer le dioxyde de carbone en une matière brûlante en est encore à ses balbutiements.
Structure atomique
Mais Shan Gao et ses collègues de recherche du Hefei Laboratoire national de physique à l'échelle microscopique, Chine, reportage dans la revue Nature qu'ils ont trouvé un moyen d'arranger la structure atomique du cobalt et de l'oxyde de cobalt pour transformer le métal en quelque chose qui puisse «réduire» plus efficacement le dioxyde de carbone en matière première pour les produits chimiques de grande valeur - dont le combustible liquide.
Il est important de noter que le nouvel arrangement de cobalt et d’oxyde de cobalt n’a que quatre atomes d’épaisseur en couches, et c’est cette structure extrêmement raffinée qui permet de commencer le processus de réduction à basse énergie - ce qui pourrait en faire un outil pratique pour la conversion de grandes quantités de dioxyde de carbone capturé en quelque chose de valeur.
À l'heure actuelle, ce qui est présenté comme la première technologie commerciale au monde pour filtrer le dioxyde de carbone de l'air n'attend plus que de récupérer des tonnes 900 de gaz à effet de serre par an - équivalant aux émissions des gaz d'échappement des voitures 200 - et de le vendre à des serres pour le fertiliser. cultures commerciales, ou au marché des boissons non alcoolisées pour fournir le fizz dans un soda.
Mais le gaz capturé pourrait finalement être disponible comme matière première pour le carburant, selon Dominique Kronenberg, directeur de l'exploitation de l'entreprise basée en Suisse Climeworks AG, qui travaille sur une démonstration commerciale de CO atmosphérique2 technologie de capture.
«Nous sommes convaincus que les choses ne peuvent pas continuer comme avant, car de plus en plus de pétrole est pompé du sol», a-t-il déclaré. "Il y aura une fin tôt ou tard." - Climat Nouvelles Network
À propos de l’auteur
Tim Radford est un journaliste indépendant. Il a travaillé pour The Guardian pour 32 ans, devenant (entre autres choses) lettres éditeur, rédacteur en chef des arts, éditeur littéraire et rédacteur scientifique. Il a remporté le Association of Science Writers britanniques prix pour écrivain scientifique de l'année quatre fois. Il a siégé au comité britannique pour le Décennie internationale de la prévention des catastrophes naturelles. Il a donné des conférences sur la science et les médias dans des dizaines de villes britanniques et étrangères.
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