Des ingénieurs de l'Université du Delaware (UD) ont démontré un moyen de capter efficacement 99 % du dioxyde de carbone de l'air à l'aide d'un nouveau système électrochimique alimenté à l'hydrogène.
Il s'agit d'une étape très importante dans l'élimination du CO2 et pourrait rapprocher le marché des piles à combustible plus vertes. Groupe du professeur Yu Shan Yan pas plus tard qu'hier a publié cette nouvelle technique dans Nature Énergie.
Technologie de pile à combustible à l’efficacité révolutionnaire, ou mécanisme d’élimination du CO2 ?
Les piles à combustible utilisent des produits chimiques pour produire de l'électricité. Ils peuvent être utilisés dans les voitures avec lesquelles ils fonctionnent hydrogène ou une autre source d'énergie propre. Yan travaille depuis longtemps à l'amélioration des piles à combustible à membrane échangeuse d'hydroxyde (HEM), une solution rentable et respectueuse de l'environnement.
Mais il y a un problème : les piles à combustible HEM sont extrêmement sensibles au CO2 présent dans l'air. Essentiellement, le dioxyde de carbone rend difficile la « respiration » d’une pile à combustible HEM, réduisant ainsi ses performances et son efficacité jusqu’à 20 %.
Comment faire? C'est un problème qui dure depuis plus de 15 ans.
Il y a un "effet secondaire" positif très important
Il y a quelques années, des chercheurs ont réalisé que cet inconvénient pouvait en réalité constituer une solution. Une solution pour éliminer le dioxyde de carbone.
"Lorsque nous avons mieux étudié le mécanisme, nous avons réalisé que les piles à combustible étaient capables de capturer et d'éliminer presque tout le dioxyde de carbone qui y pénétrait", explique-t-il. Brian Setzler, co-auteur de l'article.
Ce n'est pas une bonne chose pour la pile à combustible, mais pour un séparateur de dioxyde de carbone, cela pourrait être formidable.
« Nous avons constaté que notre approche est très efficace. Nous pouvons éliminer 99 % du dioxyde de carbone de l’air en une seule étape avec la bonne configuration », a déclaré Yan.
Comment l'ont-ils fait?
En résumé, les scientifiques ont pu intégrer la source d’énergie de la technologie électrochimique dans la membrane de séparation. Il a fallu « court-circuiter » l’appareil en interne.
« C'était risqué, mais nous avons réussi à contrôler cette pile à combustible en court-circuit grâce à l'hydrogène. Et en utilisant cette membrane interne court-circuitée électriquement, nous avons pu éliminer les composants encombrants, tels que les plaques bipolaires, les collecteurs de courant ou tout fil électrique que l'on trouve généralement dans une pile à combustible », explique-t-il. Lin Shi, un autre des auteurs.
Les résultats de l'équipe de recherche ont montré qu'une cellule électrochimique de 5 cm sur 5 cm (2 pouces sur 2 pouces) pouvait éliminer en continu environ 99 % du dioxyde de carbone présent dans l'air à un débit d'environ deux litres par minute. Un premier prototype de dispositif en spirale de la taille d'une canette de 33 cl (12 onces) est capable de filtrer 10 litres d'air par minute et éliminer 98 % du dioxyde de carbone, ont indiqué les chercheurs.
Applications possibles pour éliminer le CO2
L'invention est actuellement testée à petite échelle en laboratoire, selon Setzler, et sera étendue à une application automobile. L'appareil aurait de très petites dimensions et pourrait également être utilisé pour éliminer le CO2 ailleurs, par exemple dans les avions et les bâtiments.
"Nous avons quelques idées pour une feuille de route à long terme qui peut vraiment nous aider à y parvenir", a déclaré Setzler.
Doigts croisés!
