Le CO₂, avec les autres gaz à effet de serre qui s'accumulent dans l'atmosphère depuis l'ère préindustrielle, est l'une des causes dominantes du réchauffement climatique actuel. A la recherche de nouveaux moyens durables pour produire de l'énergie, les scientifiques imaginent des procédés innovants pour recycler ce CO₂ en carburant ou en brique de synthèse pour des composés organiques d'intérêt, par exemple pharmaceutiques.

Le CO₂ peut être réduit en monoxyde de carbone (CO), lui-même pouvant être recyclé en hydrocarbures (procédé de Fischer-Tropsch). La réduction du CO₂ nécessite cependant d'importants apports en énergie et l'emploi de différents acides et solvants, nocifs pour l'environnement. Pour pallier ces problèmes, des chercheurs de l'Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO¹), du Laboratoire des mécanismes fondamentaux de la bioénergétique (LMB/SB²SM) et de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR²) viennent d'élaborer un catalyseur qui offre une réduction efficace et propre du CO₂ en CO en milieu aqueux. Ce dernier aspect est fort intéressant car l'eau est en même temps un solvant propre et une source de protons nécessaires pour la réaction. Ce système ne nécessite donc pas d'additifs de type acides organiques habituellement employés.

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​Le catalyseur © Philipp Gotico/CEA

Ce catalyseur hyper efficace est une porphyrine de fer, molécule à structure cyclique, comme l'hème de l'hémoglobine qui sert à fixer l'oxygène dans les globules rouges. Il possède une grande stabilité, ce qui signifie qu'il peut servir longtemps avant d'être remplacé. Grâce à l'ajout de fonctions portant des charges positives proche de l'atome de fer, sa vitesse est accélérée de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux catalyseurs décrits jusqu'à présent dans la littérature. Ces éléments en font une alternative bien plus économe en énergie que les solutions actuelles. Les mécanismes de cette formidable hausse des performances ne sont pas encore bien compris : les chercheurs s'attellent donc à présent à les expliquer.

Adaptation de l'article publié par l'Institut de Chimie du CNRS, avec sa permission : Un catalyseur spectaculaire pour la réduction du CO2

[1] CNRS/Université Paris-Sud/Paris-Saclay
[2] CNRS/INSA Rennes/ENSC Rennes/Université Rennes 1