fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l’Université technique de Vienne (TU Wien) et de l’Université d’Innsbruck a découvert une nouvelle voie réactionnelle permettant de synthétiser directement du méthane (CH₄) à partir de dioxyde de carbone (CO₂) capturé dans les gaz d’échappement ou l’air, et de vapeur d’eau, ouvrant ainsi la voie à une production de gaz naturel climatiquement neutre. Cette étude constitue un axe majeur du projet de cluster d’excellence MECS, financé par le Fonds autrichien pour la science (FWF).
L’équipe a fabriqué une électrode modèle poreuse spéciale en déposant du nickel sur de la zircone stabilisée à l’oxyde d’yttrium. Au contact de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone, ce matériau déclenche une série de processus chimiques complexes aboutissant à la formation de méthane. Le professeur Günther Rupprechter, de l’Institut de chimie des matériaux de l’Université technique de Vienne, explique que l’idée de décomposer le CO₂ pour le faire réagir avec de l’hydrogène n’est pas nouvelle, mais que la clé réside dans la source de l’hydrogène. Actuellement, la majeure partie de l’hydrogène provient encore de sources fossiles (hydrogène « noir » ou « gris »), ce qui ne permet pas d’atteindre la neutralité climatique. L’objectif de l’équipe est de développer un procédé réalisant simultanément les deux étapes : décomposer le CO₂ pour fournir du carbone, tout en décomposant l’eau pour produire de l’hydrogène « vert », l’hydrogène et le carbone formant ensuite du méthane renouvelable.
Bernhard Klötzer, de l’Université d’Innsbruck, souligne que l’on pensait auparavant que le nickel était le principal facteur déterminant ce processus chimique, mais que certains résultats expérimentaux ne correspondaient pas. Pour élucider ce mystère, l’équipe a utilisé la spectroscopie photoélectronique à rayons X pour suivre en temps réel les transformations chimiques. Les résultats ont révélé que le rôle de la zircone est bien plus actif qu’on ne le pensait. Christoph Thurner, premier auteur de l’étude, explique qu’après l’application d’une tension, le carbone se dépose d’abord sur les atomes de nickel, mais qu’une partie migre à la surface de la zircone pour former un composé carbone-zircone actif, lequel réagit avec une petite quantité de vapeur d’eau pour produire du méthane. Alexander Genest, de l’Université technique de Vienne, a confirmé par simulation que le méthane est formé via une voie réactionnelle jusqu’alors inconnue. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de cellules électrolytiques permettant de convertir l’électricité excédentaire, par exemple issue du photovoltaïque, en méthane, afin de stocker l’énergie à long terme sous forme chimique.
