Le dioxyde de carbone (CO2), principal contributeur du réchauffement climatique, peut être recyclé pour produire des carburants verts ou d’autres matériaux carbonés d’intérêt. Des chercheurs de l’Irig ont développé des catalyseurs à base de cobalt capables d’une telle prouesse, qui plus est en utilisant des énergies renouvelables.
Des chercheurs de l’Irig travaillent depuis de nombreuses années sur le développement de procédés catalytiques efficaces et bas coût pour la conversion et le stockage des énergies renouvelables sous une forme chimique (carburant vert). Ils ont récemment mis au point un matériau électrocatalytique qui convertit le CO2 en monoxyde de carbone (CO) avec plus de 90% de sélectivité (les 10% restant étant de l’hydrogène) grâce à l’immobilisation d’un catalyseur moléculaire à base de cobalt sur une électrode en nanotubes de carbone. Ce système est rapide (20 000 cycles catalytiques en 2h) et stable. Le gaz de synthèse (mélange CO/H2) ainsi obtenu est un intermédiaire clef dans la synthèse des alcools ou des hydrocarbures.
Pour aller plus loin, par le biais d’une collaboration impliquant l’Irig et l’université franco-vietnamienne de Hanoi, ce catalyseur a été intégré au sein d’une cellule photo-électrochimique fonctionnant uniquement à l’énergie solaire pour convertir du CO2 et de l’eau en gaz de synthèse. Ce dispositif de photosynthèse artificielle est constitué d’une dyade associant le catalyseur de cobalt à un colorant à base de ruthénium. Cette ingénieuse combinaison reproduit les étapes clefs du fonctionnement des organismes photosynthétiques pour permettre ici la production de gaz de synthèse solaire.
Image : structure chimique du catalyseur macrocyclique de cobalt et représentation schématique de cathode moléculaire et de photocathode développées au LCBM/SolHycat. (crédit CEA)