La capture du carbone est une technologie qui vise à réabsorber le dioxyde de carbone de l’environnement, à la fois pour atténuer l’effet de serre et pour obtenir du carbone utile pour de nouvelles applications. La technique est déjà utilisée pour la réabsorption du CO2 de l’atmosphère, alors que son application aux océans peine à décoller. On estime que les mers recueillent entre 30 et 40% de dioxyde de carbone produit par les activités humaines, avec une concentration de surcroît cent fois supérieure à celle présente dans l’air. Le Captage du Carbone appliqué aux mers pourrait donc être un processus plus efficace que celui atmosphérique, qui à conditions égales CO2 retiré, il doit traiter un plus grand volume de fluide, une limitation qui oblige à son utilisation à proximité de déchets industriels.
Captage du carbone marin : vers un procédé plus efficace
Les méthodes préexistantes pour éliminer le dioxyde de carbone des océans reposent sur l’application d’une tension à travers un ensemble de membranes pour acidifier l’eau qui coule. Le processus convertit les bicarbonates dissous dans l’eau de mer en molécules de CO2, qui sont ensuite éliminées à l’aide d’un processus sous vide. Cependant, la technique ne s’est jamais répandue à grande échelle, en raison de la coûts énormes associés aux membranes et aux produits chimiques impliqué. Le journal Sciences de l’énergie et de l’environnement cependant, il rapporte un processus plus efficace conçu par des chercheurs du MIT. L’équipe est composée des professeurs Alan Hatton et Kripa Varanasi, de l’étudiante postdoctorale Seoni Kim et des étudiants de premier cycle Michael Nitzsche, Simon Rufer et Jack Lake. « Nous voulions éviter d’avoir à introduire des produits chimiques à l’anode et à la cathode entre les cellules et éviter complètement l’utilisation de membranes. »explique le professeur Landau.
La nouvelle méthode est basée sur des packs de cellules électrochimiques sans membrane. Dans chaque module, les électrodes d’une première cellule libèrent des protons dans l’eau de mer, transformant les bicarbonates inorganiques en dioxyde de carbone, qui est ensuite collecté sous vide. Une tension inversée est appliquée à une deuxième cellule, réabsorbant les protons et reconvertissant l’eau acide en alcaline pour lui permettre d’être renvoyée à la mer. Les rôles des deux cellules sont cycliquement inversés pour ne pas arriver à empêcher l’épuisement des protons des électrodes. L’eau alcaline peut également être remis à la mer en points disloqués ou éloignés de la côtepour éviter les pics de concentration alcaline qui pourraient détruire l’écosystème faunistique et floristique.
Les candidatures possibles
Le professeur Varanasi explique comment le procédé, moins cher que le précédent, peut être appliqué à d’autres stations d’épuration pour économiser sur les coûts d’infrastructure : « Le système est évolutif, nous pourrions donc potentiellement l’intégrer dans les procédés existants qui traitent déjà l’eau de mer. Avec les usines de dessalement, vous pompez déjà toute l’eau, alors pourquoi ne pas la mettre là ? Tous les capitaux associés au pompage de l’eau ont déjà été couverts. » Le système développé par le MIT peut être appliqué à des plates-formes de forage, des fermes aquacoles ou être mis en œuvre dans des usines dédiées. Cependant, on suppose également utilisé sur les navires pour réduire l’impact des émissions de dioxyde de carbone, potentiellement d’un grand intérêt pour les entreprises de transport de passagers et de fret pour se conformer à des réglementations strictes. Cependant, la recherche du MIT ne s’arrête pas, car elle cherche à remédier à certaines des limitations persistantes. Surtout, le processus de retrait du dioxyde de carbone se démarque, qui, s’appuyant sur le vide, est énergétiquement coûteux. A cela s’ajoute la nécessité de trouver des stratégies de fonctionnement qui évitent la formation de précipitations minérales compromettant la fonctionnalité des électrodes dans la cellule d’alcalinisation.
Dans tous les cas, le CO2 réabsorbé peut ensuite être traité pour distiller du carbone utile à d’autres applications. Dans le cadre de la mobilité, l’un d’entre eux est sans aucun doute lla synthèse des e-carburants. Cependant, selon le professeur Hatton, la demande sera inférieure à l’offre : « Vous pouvez certainement envisager d’utiliser le dioxyde de carbone capturé pour la production de matériaux et de produits chimiques, mais vous ne pourrez pas tout utiliser comme matière première. Considérant tous les produits obtenus, s’il restera court de mercati, donc une grande quantité de CO2 sera enfouie sous terre ». Ajoute le professeur Varanasi : « Nous ne pourrons pas traiter les émissions de toute la planète. Cependant, l’introduction d’eau alcaline pourrait se faire à certains endroits comme les usines de poissons qui ont tendance à acidifier l’eau, ce pourrait donc être un moyen de compenser cet effet ».