Romain
Selon les experts du MIT, c’est une alternative moins chère et plus efficace, qui pourrait même conduire à des émissions nettes négatives.
Depuis quelques années, la possibilité d’éliminer le dioxyde de carbone (CO2) présent dans l’atmosphère et de le stocker durablement dans des sites de stockage souterrains ou sous-marins a fait son chemin. Les usines qui fonctionnent dans ce sens ne sont pas encore particulièrement répandues, bien que plusieurs entreprises pensent que l’élimination directe du CO2 de l’air pourrait devenir un outil important dans la lutte contre le changement climatique. Cependant, une alternative, proposée par une équipe de recherche du Massachusetts Institute of Technology (MIT), suscite un intérêt particulier, car elle pourrait représenter un véritable tournant dans le processus de saisie du principal gaz altérant le climat. La clé du mécanisme d’élimination innovant, qui vient d’être décrit dans un article publié dans la revue Energy and Environmental Science, place l’eau de mer au centre du processus, le premier « puits » de dioxyde de carbone au monde, capable d’en absorber 30 à 40 %. de tous les gaz produits par les activités humaines. Comme on le sait, lorsque le dioxyde de carbone (CO2) se dissout dans l’eau de mer et d’océan, il forme de l’acide carbonique, réduisant son pH, dans un processus connu sous le nom d’acidification, lié à la pollution et aux effets dévastateurs sur les écosystèmes marins.
Comment éliminer le dioxyde de carbone de l’eau de mer
Par rapport aux méthodes existantes pour éliminer le dioxyde de carbone de l’eau de mer, qui reposent sur l’utilisation de membranes et de produits chimiques coûteux, les chercheurs du MIT ont développé un procédé réversible composé de cellules électrochimiques sans membrane, dont les réactifs d’électrodes sont utilisés pour libérer des protons dans un processus cyclique : l’eau est d’abord acidifiée pour convertir les bicarbonates inorganiques dissous en dioxyde de carbone moléculaire, qui est recueilli sous forme de gaz sous vide. Ensuite, l’eau est acheminée vers un deuxième ensemble de cellules avec une tension inverse, pour récupérer les protons et transformer l’eau acide en alcaline avant de la rejeter dans la mer. Périodiquement, les rôles des deux cellules s’inversent, c’est-à-dire lorsqu’un jeu d’électrodes est appauvri en protons (lors de l’acidification) et que l’autre est régénéré lors de l’alcalinisation.
Représentation graphique du système d’élimination du CO2 de l’eau de mer développé par des chercheurs du MIT. Il pourrait être mis en œuvre dans des usines de dessalement, sur des navires, qui traiteraient l’eau de mer lors des traversées, ou sur des plateformes de forage en mer ou dans des fermes piscicoles / Crédit : MIT.
Au moins dans un premier temps, l’idée serait de coupler ce système avec des infrastructures existantes ou en projet qui traitent l’eau de mer, comme des usines de dessalement. « Etant évolutive, elle peut potentiellement être intégrée dans des usines qui traitent déjà l’eau de mer – explique le professeur Kripa Varanasi du département de génie mécanique du MIT et co-auteur de l’article -. Dans ces contextes, l’élimination du dioxyde de carbone pourrait être un simple ajout aux procédés existants, qui restituent déjà d’énormes quantités d’eau, et ne nécessiterait pas de consommables tels que des additifs chimiques ou des membranes ».
Le système pourrait également être mis en œuvre sur les navires, afin d’atténuer l’impact du trafic maritime en termes d’émissions, ainsi que dans des endroits tels que les plates-formes de forage en mer ou dans les fermes aquacoles, qui ont tendance à acidifier l’eau et où le retour des l’eau alcaline pourrait inverser, au moins localement, l’accumulation de dioxyde de carbone qui, à son tour, menace les espèces marines. Une autre possibilité est de réintroduire l’eau par des exutoires dispersés ou offshore, pour éviter les pics d’alcalinité locaux qui pourraient perturber les écosystèmes.
D’autre part, le dioxyde de carbone retiré de l’eau serait éliminé comme c’est déjà le cas dans d’autres procédés de captage du CO2, puis stocké dans des formations géologiques en haute mer, ou converti chimiquement en composés comme l’éthanol, qui peut être utilisé comme carburant de transport ou d’autres produits chimiques spécialisés. « Vous pouvez certainement envisager d’utiliser le CO2 capturé comme matière première pour la production de produits chimiques ou de matériaux, mais vous ne pourrez certainement pas l’utiliser en totalité comme matière première », déclare Alan Hatton, professeur de chimie « Ralph Landau » au MIT. Co-auteur ingénierie et étude – . Il n’y aurait pas de marché pour la quantité de produits que nous pourrions avoir, donc peu importe ce que nous produisons, car une quantité importante de CO2 capturé devra encore être stockée sous terre. »
Selon les chercheurs, l’élimination du dioxyde de carbone de l’eau de mer et des océans a le potentiel d’avoir des émissions négatives nettes, ce qui la rend beaucoup plus efficace et moins chère que la capture de CO2 de l’air. En effet, explique Hatton, la concentration de dioxyde de carbone dans l’eau de mer est plus de 100 fois supérieure à celle dans l’air, donc l’enlever de la mer est plus fonctionnel que de le séquestrer de l’atmosphère, d’où il doit avant tout être capté puis concentré avant stockage. « Les océans, en revanche, sont de grands puits de carbone, donc l’étape de capture a déjà été franchie – souligne Hatton -. Il n’y a donc pas de phase de capture, seulement de prélèvement ». Cela indique également que les volumes de matériaux à manipuler sont beaucoup plus faibles, ce qui simplifie l’ensemble du processus et réduit les exigences d’encombrement.
Le prochain objectif de l’équipe est de trouver une autre solution opérationnelle pour éviter le vide qui permet actuellement de collecter le dioxyde de carbone séparé de l’eau. Un autre besoin est d’identifier des stratégies permettant d’éviter la précipitation de minéraux qui risquent d’encrasser les électrodes dans la cellule d’alcalinisation, un problème intrinsèque qui réduit l’efficacité globale. Hatton a déclaré que l’équipe a déjà fait des progrès significatifs sur ces questions, mais qu’il est encore trop tôt pour en faire rapport, s’attendant à ce que le système soit prêt pour un projet de démonstration pratique d’ici environ deux ans.
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