Le réacteur solaire convertit à la fois le CO2 et les déchets plastiques en produits utiles

Les gaz à effet de serre et les déchets plastiques sont deux des plus grands problèmes environnementaux auxquels le monde est confronté aujourd'hui. Un nouveau réacteur de Cambridge est conçu pour s'attaquer aux deux à la fois, en convertissant le CO2 et les bouteilles en plastique usagées en matériaux utiles, entièrement alimentés par la lumière du soleil.

Le dioxyde de carbone atmosphérique est à son plus haut niveau depuis des millénaires, entraînant des conséquences climatiques dévastatrices. Pendant ce temps, notre dépendance au plastique provoque une énorme accumulation de matières dans les rivières, les océans et partout, d'un pôle à l'autre. La recherche dans ces deux domaines a conduit les scientifiques à concevoir des réacteurs qui convertissent le CO2 capturé ou les déchets plastiques en huiles, carburants et autres produits chimiques et matériaux utiles.

Mais maintenant, les scientifiques de Cambridge ont conçu le premier réacteur capable de traiter les deux polluants à la fois. L'appareil est composé de deux compartiments séparés - un pour le plastique et un pour le CO2 - ainsi que d'une unité dans chaque compartiment qui absorbe l'énergie de la lumière et l'utilise pour déclencher un catalyseur qui convertit la matière première en quelque chose de plus utile. L'absorbeur de lumière est la pérovskite, qui apparaît comme un matériau prometteur pour les cellules solaires, tandis que le catalyseur peut être changé en fonction du produit final souhaité.

"Généralement, la conversion du CO2 nécessite beaucoup d'énergie, mais avec notre système, en gros, il vous suffit de l'éclairer, et il commence à convertir les produits nocifs en quelque chose d'utile et de durable", a déclaré le Dr Motiar Rahaman, co-premier auteur de l'étude. "Avant ce système, nous n'avions rien qui puisse fabriquer des produits de grande valeur de manière sélective et efficace."

Lors d'essais, l'équipe a démontré que le réacteur pouvait fonctionner efficacement dans des conditions normales de température et de pression, en utilisant uniquement la lumière du soleil comme source d'énergie. Un catalyseur en alliage cuivre-palladium a pu convertir des bouteilles en plastique PET en acide glycolique, un produit chimique utilisé dans l'industrie cosmétique. Le dioxyde de carbone a été converti en monoxyde de carbone à l'aide d'un composé de cobalt, en gaz de synthèse à l'aide d'un alliage cuivre-indium et en formiate à l'aide d'une enzyme spécifique.

Mieux encore, le réacteur fonctionne très efficacement. L'équipe affirme que son taux de production est jusqu'à 100 fois plus efficace que les appareils utilisant d'autres catalyseurs à énergie solaire. Les prochaines étapes consistent à développer davantage le réacteur au cours des cinq prochaines années pour produire des molécules plus complexes.

"Ce qui est si spécial dans ce système, c'est sa polyvalence et sa capacité de réglage - nous fabriquons actuellement des molécules à base de carbone assez simples, mais à l'avenir, nous pourrions être en mesure de régler le système pour fabriquer des produits beaucoup plus complexes, simplement en changeant le catalyseur", a déclaré Subhajit Bhattacharjee, co-premier auteur de l'étude.

La recherche a été publiée dans la revue Nature Synthesis.

Source : Université de Cambridge