Partout dans le monde, les gens sont de plus en plus préoccupés par les émissions de dioxyde de carbone (CO2). Certes, les sceptiques du changement climatique posent des hypothèses raisonnables qui suggèrent que les changements climatiques ne sont qu'un cycle naturel et mondial - et nous, les humains, allons devoir nous en sortir. Mais l'idée que les humains contribuent au changement climatique est de plus en plus acceptée. En réponse, les scientifiques réfléchissent à des moyens de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) des humains.
Une façon consiste à créer des carburants qui ne produisent pas de dioxyde de carbone comme sous-produit, comme le font les carburants fossiles. Les biocarburants comme l'éthanol cellulosique fabriqué à partir de maïs ou de panic raide émettent toujours du CO2 lorsqu'ils sont brûlés pour produire de l'énergie, mais en quantités beaucoup plus faibles - jusqu'à 85 % de moins [source :Wang]. Brûler de l'hydrogène pour alimenter une voiture ne produit pas de dioxyde de carbone; le seul sous-produit est l'eau. Et l'électricité produite à partir de ressources renouvelables comme l'énergie éolienne ou solaire ne produit aucune émission.
Le problème avec ces technologies, c'est qu'elles sont encore en cours de développement. Les chercheurs sont confrontés à des obstacles tels que le coût et le rapport énergétique net -- apport d'énergie par rapport à la production d'énergie -- qui rendent le pétrole plus attrayant que les sources de carburant alternatives. C'est important, car notre monde est alimenté par le pétrole. Des avions qui rendent les voyages possibles aux camions qui transportent de la nourriture et aux centrales électriques qui produisent notre électricité, le pétrole domine l'économie mondiale.
C'est une assez bonne question :si nous sommes dépendants du pétrole mais préoccupés par les émissions de dioxyde de carbone, pourquoi ne captons-nous pas simplement le CO2 que nous émettons ?
En fait, les chercheurs étudient cela en ce moment. Le professeur Chris Jones du Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) et son équipe ont mis au point un matériau appelé silice aminée hyperramifiée (HAS) qui capture et stocke les émissions de dioxyde de carbone.
Alors trouverons-nous bientôt des sorties d'échappement sur les voitures en HAS, et quel est exactement ce matériau de toute façon? Découvrez-le sur la page suivante.
Alors, les sorties d'échappement de nos voitures seront-elles faites de ce matériau appelé aminosilice hyperramifiée (HAS) dans un avenir proche ? Le Dr Chris Jones dit qu'il ne le pense pas; stocker le carbone capturé à partir de tous ces tuyaux d'échappement serait trop coûteux. Au lieu de cela, Jones et son équipe du Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) se concentrent sur une source encore plus importante d'émissions de dioxyde de carbone :les centrales électriques.
Vous pouvez considérer l'électricité comme une énergie propre. Mais vous êtes-vous déjà demandé d'où vient l'électricité ? Puisqu'il s'agit d'un vecteur énergétique, l'électricité tire son énergie d'une autre source. Aux États-Unis, la majorité de cette énergie - 50 % - provient du charbon [source :Pew]. Les centrales électriques du monde entier utilisent suffisamment de combustibles fossiles pour la production d'énergie pour représenter 26 % des émissions mondiales de CO2; les transports (y compris les avions, les trains et les automobiles) représentent 13 % dans le monde [source :GIEC].
Jones a pour objectif de nettoyer les cheminées. HAS peut aider en adsorbant le CO2. Les chercheurs de Georgia Tech ont utilisé la liaison covalente (combinant deux molécules en joignant leurs électrons) pour lier des amines -- composés organiques à base d'azote -- avec silice (quartz) [source :Georgia Tech]. Le résultat est aminosilice , une substance poudreuse qui ressemble à du sable blanc. Au sein de la substance, un certain nombre de branches ressemblant à des arbres naissent du collage, d'où le nom :hyperbranche. Aux extrémités des braches se trouvent des sites aminés qui capturent le CO2.
Lorsque HAS a été combiné avec du sable, les chimistes ont découvert que le composé résultant était capable de piéger le dioxyde de carbone lorsque les gaz de combustion - les émissions trouvées dans les cheminées - le traversaient.
Le composé HAS ne se contente pas de capter le CO2, il s'y accroche. Pour libérer le dioxyde de carbone, le matériau doit être chauffé et le CO2 libéré peut être capturé et stocké (soit sous forme de gaz, soit refroidi sous forme liquide) dans un processus appelé séquestration du carbone . C'est en fait plus excitant qu'il n'y paraît. Non seulement cela réduira les émissions de CO2, mais cela permettra de réutiliser le CO2 capté pour alimenter le stock de biocarburant. Une entreprise cultive des algues en Louisiane pour les utiliser comme biocarburant. Les algues sont nourries avec du CO2 capté [source :EcoGeek].
L'aminosilice hyperramifiée présente certains avantages par rapport aux autres méthodes de séquestration du carbone. D'une part, il est recyclable. HAS peut être utilisé maintes et maintes fois; les chercheurs de Georgia Tech ont testé un lot 12 fois et ont constaté qu'il n'y avait pas de diminution notable de l'adsorption [source :Georgia Tech]. Et le matériau n'est pas non plus affecté par l'humidité, ce qui est un plus puisque la vapeur d'eau est présente dans les gaz de combustion. Il est également faible sur l'apport d'énergie requis; la seule énergie nécessaire provient de la génération de la chaleur qui libère le CO2.
Mais il y a quelques défis qui font face au projet. D'une part, la réaction CO2/amine qui lie le dioxyde de carbone aux branches génère de la chaleur. Les chercheurs ont découvert que l'aminosilice capte mieux le CO2 à des températures fraîches, ils doivent donc trouver un moyen de se débarrasser de la chaleur produite rapidement, de sorte que le CO2 se lie. Un autre problème est de savoir exactement comment appliquer le composé. Peut-il être emballé dans des cheminées ? Le matériau peut-il être produit sous forme de disques amovibles qui recouvrent les ouvertures des cheminées ?
Bien que le HAS ne puisse jamais être trouvé dans les tuyaux d'échappement, si les chercheurs de Georgia Tech peuvent réduire les émissions de dioxyde de carbone provenant uniquement de la production d'énergie, ils auront proposé une nouvelle façon de résoudre nos problèmes de gaz à effet de serre.
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