[Flash Info Chimie] #25 stocker l’hydrogène, tout en fixant le gaz carbonique

Dans la lutte contre le réchauffement climatique, deux problématiques se font face :

  • La mise au point d’alternatives énergétiques aux énergies fossiles, qui produisent en particulier du dioxyde de carbone, gaz à effet de serre
  • La séquestration de ces gaz à effets de serre, pour limiter, voire, rêvons un peu, diminuer leur quantité dans l’atmosphère.

Parmi les alternatives au charbon, pétrole, et autre gaz naturel, il y a le dihydrogène. Celui-ci est relativement facile à produire, même si cela demande beaucoup d’énergie (énergie que l’on peut obtenir avec du nucléaire, ou mieux, avec du solaire photovoltaïque, thermique, ou, même directement à l’aide de systèmes photosynthétiques artificiels). Le problème, c’est qu’il s’agit d’un gaz, extrêmement inflammable, et qui a la bonne idée de s’adsorber sur la majorité des métaux, ce qui le rend encore plus réactif et explosif. Le stockage du dihydrogène est donc actuellement un des obstacles majeurs à son utilisation.

Parallèlement à cela, les scientifiques cherchent des moyens pour séquestrer efficacement le CO2. On peut le stocker dans des couches géologiques stables, le transformer en carbonate, l’absorber dans des matériaux divers… Le problème, c’est que cela coûte cher, ou que les technologies ne sont pas encore suffisamment avancées pour être sûres et efficaces.

Dans le journal Angewandte existe une rubrique « Highlights » qui présente « l’état de l’art » sur un sujet, un produit, une technique en un court article de 2 pages. Ici, il s’agit de mettre en lumière des travaux qui permettent de combiner séquestration du CO2 et stockage du dihydrogène.

On peut, en théorie du moins, combiner du CO2 et du H2 pour former de l’acide formique :

formicacid

L’avantage, c’est que l’acide formique peut servir comme combustible directement, ou facilement redonner du dihydrogène. On sait le stocker, le transporter sans soucis. L’inconvénient c’est qu’il faut un catalyseur, ou autrement dit un « facilitateur » de la réaction, pour que celle-ci fonctionne, soit rapide, sans qu’il soit nécessaire de chauffer, de compresser, etc… Bref, sans qu’il soit nécessaire de consommer (trop) d’énergie !

Depuis quelques années, de nouveaux catalyseurs ont été proposés. Les premiers nécessitaient des hautes températures et pression, mais aujourd’hui, il en existe à base d’iridium (20 000 €/kg), et surtout de cobalt (30 $/kg ) et de fer (0,12 $/kg), qui permettent des réactions à température ambiante. Si leur utilisation à des échelles industrielles n’est pas tout à fait d’actualité, les preuves ont été apportées qu’il est possible de réaliser cette réaction à température et pression ambiante.

Plus récemment encore, des enzymes issues de bactéries de type Clostridium, Candida, ou encore AcetoBacterium (des déshydrogénases ou des reductases) ont permis d’avoir des résultats encore plus spectaculaires en terme d’efficacité, tout en étant réalisable à grande échelle.

Si cette technologie permet effectivement un stockage efficace du dihydrigène, pour moi, on ne séquestre pas vraiment le CO2 : simplement, on va utiliser celui qui est déjà présent dans l’atmosphère, avant de le réjeter. Contrairement à la photosynthèse par exemple, où il est effectivement converti (« réduit ») en des espèces chimiques valorisables d’un point de vue énergétique et/ou chimique, il ne sert ici que d' »appoint ». C’est déjà mieux qu’un autre moyen de stockage du H2, certes, mais le terme « séquestration » devrait être réservé à des technologies pouvant permettre de diminuer la quantité de CO2  dans l’atmosphère, ou de moins en émettre, en le stockant dès sa production par l’industrie ou les transports…

« CO2 Fixation through Hydrogenation by Chemical or Enzymatic Methods » M. Beller, U.T.Bornscheuer Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, Early View

About Mr Pourquoi

Ce blog est né il y a quelques années du désir de parler des sciences, de toutes les sciences, depuis les plus insignifiants phénomènes qu’on peut rencontrer dans la vie courante, jusqu’aux sujets de recherche les plus pointus, particulièrement en chimie, et pharmaceutique.

Je suis agrégé de chimie, docteur en chimie organique, et actuellement prof en lycée en France, et aussi, (et surtout ! ) un père heureux d’une famille (très) nombreuse.

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2 Responses to [Flash Info Chimie] #25 stocker l’hydrogène, tout en fixant le gaz carbonique

  1. bebertii says:

    Bonsoir,
    Je me trompe ou vous avez représenté de l’acide acétique a la place de l’acide formique ?

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