Une découverte révolutionnaire réalisée par des scientifiques américains a ouvert la porte à la transformation des gaz à effet de serre nocifs comme le méthane et le dioxyde de carbone en une précieuse énergie propre.
Des chercheurs du Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) ont développé un nouveau catalyseur qui améliore le processus connu sous le nom de reformage à sec du méthane. Ce processus transforme ces gaz en gaz de synthèse, un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone essentiel à la production d'une large gamme de produits, notamment des carburants et des produits chimiques.
Le gaz de synthèse est un ingrédient clé pour la production de nombreux produits chimiques courants, tels que les plastiques, les engrais et même l’hydrogène, qui peuvent être utilisés comme carburant propre.
Selon Felipe Polo-Garzon, l'un des principaux chercheurs de l'ORNL, « le gaz de synthèse est important car il constitue une plate-forme de production de nombreux produits chimiques de grande consommation ».
L’un des défis liés à la conversion du méthane et du dioxyde de carbone en gaz de synthèse est la grande énergie requise pour le processus. Il faut des températures supérieures à 650 degrés Celsius (1 200 degrés Fahrenheit) pour démarrer la réaction chimique, ce qui entraîne des problèmes tels que le frittage et la cokéfaction.
Ces problèmes peuvent rendre le catalyseur moins efficace, entraînant sa dégradation rapide. Cependant, le nouveau catalyseur développé par ORNL est très résistant à ces processus de désactivation. Il est fabriqué à partir d'un matériau cristallin unique appelé zéolite, qui supporte les sites métalliques actifs – le nickel – permettant au catalyseur de fonctionner à des températures élevées sans se décomposer.
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Un catalyseur révolutionnaire réduit les émissions et améliore l’efficacité énergétique
« Nous créons effectivement une liaison solide entre le nickel et la zéolite hôte. Cette liaison solide rend notre catalyseur résistant à la dégradation à haute température », a déclaré Polo-Garzon.
Le catalyseur utilise la structure spongieuse de la zéolite, qui possède de minuscules pores offrant une grande surface, améliorant les réactions chimiques nécessaires à la production de gaz de synthèse.
Cette avancée technologique offre une approche plus durable de la production de gaz de synthèse par rapport aux méthodes traditionnelles, qui nécessitent de l'eau et libèrent davantage de dioxyde de carbone. En utilisant directement le méthane et le dioxyde de carbone, la méthode ORNL réduit l’impact environnemental.
Cette technologie a le potentiel de révolutionner la production d’énergie. Le gaz de synthèse est déjà utilisé dans les pays disposant de réserves pétrolières limitées pour créer des carburants comme le diesel et l’essence. De plus, il peut être utilisé pour produire du méthanol, un ingrédient clé des plastiques, des tissus et des produits pharmaceutiques.
À mesure que l’équipe progresse, elle vise à améliorer encore le catalyseur et à le rendre adapté à une gamme plus large d’applications industrielles. Les résultats de leur étude ont été publiés dans Nature Communications et ils ont déjà déposé une demande de brevet pour ce nouveau catalyseur. Avec des développements plus poussés, cette avancée pourrait jouer un rôle majeur dans la réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre et l’amélioration de la sécurité énergétique.
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