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Le changement climatique est un problème grave qui exige une priorité mondiale. Partout dans le monde, les pays élaborent des politiques pour atténuer les effets du réchauffement climatique et du changement climatique. Par exemple, l'Union européenne propose un ensemble complet de lignes directrices pour atteindre la neutralité climatique d'ici 2050. De même, le Pacte vert pour l'Europe donne la priorité à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.
La capture du dioxyde de carbone (CO2) émis et sa conversion chimique en produits commerciaux utiles constituent un moyen de limiter le réchauffement climatique et d'en atténuer les effets. Les scientifiques étudient actuellement la technologie de capture et d'utilisation du carbone (CUC) comme une solution prometteuse pour développer le stockage et le traitement du dioxyde de carbone à faible coût.
Cependant, la recherche mondiale sur le captage, l'utilisation et le stockage du CO2 (CCU) se limite en grande partie à une vingtaine de composés de transformation. Compte tenu de la diversité des sources d'émission de CO2, la disponibilité d'une gamme plus étendue de composés est essentielle, ce qui nécessitera des recherches plus approfondies sur les procédés capables de convertir le CO2 même à de faibles concentrations.
Une équipe de chercheurs de l'université Chung-Ang de Corée mène des recherches sur les procédés de captage, d'utilisation et de stockage du CO2 (CCU) qui utilisent des déchets ou des ressources naturelles abondantes comme matières premières afin de garantir leur viabilité économique.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Sungho Yoon et le professeur associé Chul-Jin Lee a récemment publié une étude portant sur l'utilisation du dioxyde de carbone industriel et de la dolomite, une roche sédimentaire commune riche en calcium et en magnésium, pour produire deux produits potentiellement commerciaux : le formiate de calcium et l'oxyde de magnésium.
« L’utilisation du dioxyde de carbone pour produire des composés à haute valeur ajoutée, capables d’atténuer les effets du changement climatique tout en générant des retombées économiques, suscite un intérêt croissant. En combinant les réactions d’hydrogénation du dioxyde de carbone et les réactions d’échange cationique, nous avons mis au point une méthode de purification simultanée des oxydes métalliques et des procédés de production de formiates de grande valeur », a commenté le professeur Yin.
Dans leur étude, les scientifiques ont utilisé un catalyseur (Ru/bpyTN-30-CTF) pour convertir le dioxyde de carbone en hydrogène, obtenant ainsi deux produits à valeur ajoutée : le formiate de calcium et l’oxyde de magnésium. Le formiate de calcium, utilisé comme additif pour le ciment, dégivrant et additif pour l’alimentation animale, est également employé dans le tannage du cuir.
À l'inverse, l'oxyde de magnésium est largement utilisé dans les secteurs de la construction et pharmaceutique. Ce procédé est non seulement réalisable, mais aussi extrêmement rapide, permettant d'obtenir le produit en seulement 5 minutes à température ambiante. De plus, les chercheurs estiment que ce procédé pourrait réduire le potentiel de réchauffement climatique de 20 % par rapport aux méthodes traditionnelles de production de formiate de calcium.
L'équipe évalue également si sa méthode peut remplacer les méthodes de production existantes en étudiant son impact environnemental et sa viabilité économique. « D'après les résultats, nous pouvons affirmer que notre méthode constitue une alternative écologique à la conversion du dioxyde de carbone, susceptible de remplacer les méthodes traditionnelles et de contribuer à la réduction des émissions industrielles de dioxyde de carbone », a expliqué le professeur Yin.
Bien que la conversion du dioxyde de carbone en produits utiles soit prometteuse, ces procédés ne sont pas toujours faciles à industrialiser. La plupart des technologies de captage, d'utilisation et de stockage du carbone (CCU) n'ont pas encore été commercialisées en raison de leur faible rentabilité par rapport aux procédés commerciaux classiques. « Nous devons combiner le procédé CCU avec le recyclage des déchets pour le rendre viable sur les plans environnemental et économique. Cela pourrait contribuer à atteindre les objectifs de neutralité carbone à l'avenir », a conclu le Dr Lee.
Informations complémentaires : Hayoung Yoon et al., « Converting Magnesium and Calcium Ion Dynamics in Dolomite into Useful Value-Added Products Using CO2 », Journal of Chemical Engineering (2023). DOI : 10.1016/j.cej.2023.143684
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