Vers une transformation du CO2 en carburant

Transformer le CO₂ en carburant grâce à l’électricité : défi relevé par le Laboratoire d’électrochimie moléculaire (Université Paris Cité /CNRS). L’équipe vient de mettre au point un nouveau catalyseur capable de transformer le CO₂ en méthanol, carburant à haute densité énergétique, grâce à un simple apport d’électricité. Si des systèmes similaires avaient déjà été reportés, l’innovation réside ici dans l’utilisation d’une molécule très bon marché pour réaliser la réaction. L’étude a été publiée lundi 9 septembre dans la revue Angewandte Chemie, Int. Ed.

Un verrou demeure dans l’essor des énergies solaires et éoliennes : que faire du surplus d’énergie qui n’est pas consommée sur le moment ? Actuellement, ce reliquat est stocké dans des batteries mais d’autres solutions émergent dans la communauté scientifique comme convertir du CO₂ en méthanol, c’est-à-dire en carburant, grâce à l’électricité.
Dans cette perspective, une nouvelle étape a été franchie par l’équipe du Professeur Marc Robert au Laboratoire d’électrochimie moléculaire.

« Grâce à la phthalocyanine de cobalt, un catalyseur moléculaire efficace, largement disponible et à très bas coût, nous avons réussi à mettre au point un système capable de transformer du CO₂ en méthanol, avec simplement de l’eau et de l’électricité », explique Marc Robert, qui a dirigé les recherches.
Le méthanol est un liquide utilisé en grande quantité par l’industrie, en tant que solvant dans les peintures, vernis ou antigel, ou en tant que carburant automobile, comme alternative à l’éthanol.

« Cette découverte ouvre la voie à une compréhension plus fine des mécanismes de catalyse et par conséquent, à l’optimisation de l’activité catalytique », précise Marc Robert. « De plus la réaction de production du méthanol est réalisée dans l’eau afin de limiter l’impact environnemental du solvant, à température et pression ambiante. »
Ce travail, qui a donné lieu au dépôt d’un brevet, ouvre une voie prometteuse vers une production éco-responsable de méthanol, production qui reste à optimiser pour envisager des applications industrielles.

L’équipe travaille également sur un procédé de réduction du CO₂  en CO (monoxyde de carbone) à grande échelle, ouvrant notamment la voie vers la production d’un « carburant solaire » utilisant le CO₂ comme matière première renouvelable.

Bibliographie

Aqueous Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide and Carbon Monoxide into Methanol with Cobalt Phthalocyanine. Etienne Boutin, Min Wang, John C Lin, Matthieu Mesnage, Daniela Mendoza, Benedikt Lassalle-Kaiser, Christopher Hahn, Thomas Jaramillo, Marc Robert. Angewandte Chemie, Int. Ed,  le 8 septembre 2019.

DOI : 10.1002/anie.201909257