Des chercheurs ont récemment présenté une approche révolutionnaire et évolutive à base de biomasse : les hydrogels de capture durable du carbone (SCCH) . Ces gels absorbent efficacement le CO₂ avec une faible consommation d’énergie, ce qui en fait une solution prometteuse pour la technologie de capture directe du CO₂ dans l’air (DAC). Ils utilisent de la gomme de konjac, de la polyéthylèneimine, de la cellulose et de la vapeur d’eau préalablement capturée pour transporter et fixer efficacement le CO₂, notamment en milieu humide. Le procédé de libération du CO₂ à faible consommation d’énergie et la production simple et évolutive des SCCH pourraient révolutionner la gestion de la qualité de l’air et la DAC.
Les technologies de captage direct du CO₂ (DAC) présentent la remarquable capacité d'extraire le dioxyde de carbone directement de l'atmosphère, quel que soit l'endroit. Cependant, il est important de noter que, malgré leur immense potentiel, leur mise en œuvre pratique est quelque peu limitée par leurs besoins énergétiques importants et leurs coûts globaux élevés. La plupart des systèmes à base de sorbants solides rencontrent des difficultés en présence de taux d'humidité élevés et nécessitent des températures de régénération élevées ou des conditions de vide pour fonctionner efficacement.
Pour surmonter ces obstacles, des hydrogels durables de capture du carbone (SCCH) ont été créés. Ce matériau innovant représente une avancée significative dans la capture du CO₂ . Ces SCCH remarquables, pour une capture efficace du carbone, possèdent la capacité de piéger efficacement le CO₂ avec une capacité d'absorption exceptionnelle, tout en nécessitant une quantité d'énergie étonnamment faible pour leur régénération.
Améliorer l'efficacité de la capture du dioxyde de carbone
La présence de vapeur d'eau préalablement capturée améliore considérablement la fixation du CO₂ par le PEI, ce qui accroît significativement la capacité de capture, notamment en milieu humide. De plus, le CO₂ capturé est libéré avec un apport d'énergie minimal, par un léger chauffage électrique ou par rayonnement solaire, sans qu'il soit nécessaire de créer un vide. Ce processus de libération se produit lorsque la température atteint environ 60 °C. Les hydrogels hydrophiles réduisent l'enthalpie d'évaporation de l'eau et la cellulose est thermosensible.
Avantages du SCCH
1. Structure hiérarchique unique
La structure hiérarchique unique de ce SCCH constitue un autre avantage. La présence de pores micro- et nanométriques permet un transport efficace du CO2 et un accès aisé aux sites aminés actifs.
Avez-vous entendu parler du premier sac à dos au monde neutre en carbone qui capture les émissions de CO2 pour augmenter sa résistance ?
2. Préparation sans effort
Ce procédé permet de créer facilement un gel à partir de matières premières courantes , dissoutes dans l'eau, versées dans un moule, puis lyophilisées. La facilité de mise à l'échelle et la durabilité de cette technologie à l' air ambiant la rendent particulièrement avantageuse pour des applications pratiques.
3. Faible température de régénération
L'approche biomasse avec SCCH permet une capture innovante du carbone à une température de régénération exceptionnellement basse. Ceci en fait une plateforme matérielle sans précédent, susceptible de révolutionner la gestion de la qualité de l'air et les technologies de captage direct du CO₂ , ouvrant la voie à un avenir plus durable.
4. Enthalpie d'évaporation réduite
Contrairement à d'autres matériaux absorbants, qui nécessitent une régénération thermique énergivore en raison de l'utilisation d'eau inerte, les hydrogels présentent l'avantage d'une enthalpie d'évaporation réduite. Cette réduction d'enthalpie permet de diminuer les besoins en énergie de régénération , faisant des hydrogels un choix efficace comme matériau absorbant. Le SCCH est composé de gomme de konjac, une biomasse peu coûteuse, de polyéthylèneimine (PEI) uniformément répartie et de cellulose thermosensible.
En 2022, les émissions mondiales de CO2 s'élevaient à 36.1 gigatonnes, soit 13 à 36 % du budget carbone nécessaire pour limiter le réchauffement à 1.5 °C. Cela signifie que les émissions autorisées pourraient être épuisées d'ici deux ans. C'est pourquoi la nouvelle approche évolutive de la biomasse et les hydrogels de capture durable du carbone peuvent être utilisés à long terme.
Source d'hydrogels dérivés de la biomasse à grande échelle pour une capture durable du dioxyde de carbone
1 Commentaires
C'est très intéressant pour toute découverte technologique. Merci de partager vos connaissances pour le bien de l'humanité.
J'aimerais en apprendre davantage auprès de votre équipe. Merci.