Alors que les émissions de CO2 continuent d’augmenter en raison des activités humaines, trouver des moyens de le convertir en substances utiles devient un objectif de recherche primordial. La conversion de ce gaz à effet de serre en carburants et produits chimiques pourrait non seulement atténuer les effets du changement climatique, mais aussi offrir des alternatives durables aux combustibles fossiles.
Les catalyseurs : les clés de la conversion du CO2
La conversion du CO2 est un processus chimique qui consiste à transformer le dioxyde de carbone en d’autres produits chimiques ou carburants. Ce processus se déroule souvent grâce à la réduction électrochimique, une méthode qui utilise l’électricité pour déclencher des réactions chimiques. Cette approche offre une solution potentielle pour réduire les émissions de dioxyde de carbone tout en produisant des ressources utiles.
Pour initier la réaction de réduction du CO2, des catalyseurs sont toutefois nécessaires. Il s’agit de substances qui accélèrent les réactions chimiques sans être consommées dans le processus. Traditionnellement, les chercheurs ont utilisé des catalyseurs métalliques, tels que le cuivre, l’argent et l’or, pour déclencher la conversion. Cependant, ils présentent souvent des limitations en termes de réglage, ce qui rend la production de produits chimiques spécifiques difficile.
Pour surmonter ces défis, des études récentes se sont tournées vers des catalyseurs non métalliques alternatifs qui pourraient offrir plus de souplesse et d’efficacité dans le processus de conversion. Ces nouveaux types de catalyseurs sont conçus pour être plus facilement ajustables, ce qui permet ainsi une meilleure sélection des produits finaux.
Une découverte prometteuse
Une équipe de recherche internationale, qui comprend des scientifiques de l’Université chinoise de Hong Kong, de l’Université d’Auckland et de l’Université nationale Yang Ming Chiao Tung, a récemment fait des avancées significatives dans ce domaine. Ces chercheurs ont en effet présenté un nouveau catalyseur moléculaire à base de triazole qui a montré des résultats prometteurs pour la réduction électrochimique du CO2 en méthane (CH₄). Lors des tests, le système était notamment capable de fonctionner à un courant de 10 A pendant 10 heures d’électrolyse pour produire du méthane à un taux de 23,0 mmol/h.
Le point important à retenir est que ce catalyseur triazole pouvait efficacement convertir le CO2 en méthane avec une bonne efficacité et une fréquence de renouvellement élevée. En d’autres termes simples, cela signifie qu’il peut non seulement produire du méthane à partir du dioxyde de carbone de manière efficace, mais qu’il peut également le faire de manière répétée sans perdre ses capacités. Or, c’est essentiel pour envisager une application à grande échelle de cette technologie.

Quel intérêt ?
La conversion du dioxyde de carbone en méthane suscite naturellement des débats en raison des implications environnementales associées à ce dernier, qui est également un gaz à effet de serre. Cependant, cette méthode présente des avantages notables. Il est notamment possible de réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en créant une source d’énergie alternative. Le méthane produit peut alors servir pour le chauffage ou encore la production d’électricité. Or, s’il est vrai que le méthane a un potentiel de réchauffement global significatif lorsqu’il est libéré dans l’atmosphère, nous savons aussi qu’il génère moins de CO2 par unité d’énergie produite que d’autres sources comme le charbon ou le pétrole lorsqu’il est utilisé comme carburant.
L’un des aspects clés de cette conversion est le recyclage du carbone. En réutilisant le dioxyde de carbone, au lieu de l’émettre dans l’atmosphère, cette technologie contribue à établir un cycle du carbone plus durable. Cela permet de transformer une pollution en une ressource utile qui limite ainsi la dépendance aux combustibles fossiles tout en réduisant les niveaux de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Dans l’ensemble, les résultats de ces travaux soulignent le potentiel des catalyseurs à base de triazole pour permettre l’électroréduction sélective et évolutive du CO2 . Le catalyseur prometteur qu’ils ont identifié, à savoir le 3,5-diamino-1,2,4-triazole (DAT), pourrait bientôt être étudié et évalué plus en détail par d’autres équipes ou pourrait inspirer la conception de catalyseurs similaires pour convertir le dioxyde de carbone en d’autres produits utiles.