Une grosse avancée dans la fabrication des carburants de synthèse

Une équipe de scientifiques des universités de Tohoku et d’Hokkaido, au Japon, a trouvé comment accélérer la transformation du dioxyde de carbone (CO2) en monoxyde de carbone (CO), un élément chimique essentiel pour produire du syngas, un gaz de synthèse. Ce gaz, mélange de CO et d’hydrogène, peut ensuite être converti en carburant liquide, en méthanol ou en gaz naturel de synthèse.

« Le CO2 est une molécule stable, c’est-à-dire qu’elle est difficile à faire réagir avec d’autres molécules. On fait donc appel à un procédé en deux étapes pour la transformer en carburants. La transformation du CO2 en une molécule intermédiaire plus réactive, le monoxyde de carbone (CO). Ensuite vient, la recombinaison du monoxyde de carbone (CO) et de l’hydrogène (H2) pour obtenir des molécules d’hydrocarbures (composées de carbone C et hydrogène H) comparables au pétrole brut, ensuite converties en carburants », expliquent Catherine Laroche et Jean Philippe Héraud, chercheurs au département des biocarburants à IFPEN (Institut Français du pétrole et des énergies nouvelles).

La conversion du CO2 en CO existait déjà mais son processus était complexe et réclamait environ 24 heures. Les chercheurs japonais ont mis au point une méthode simplifiée utilisant des phtalocyanines (Pcs) et notamment des phtalocyanines de cobalt (CoPc) comme catalyseur. Il s’agit de composants organiques utilisés comme pigments et colorants. L’équipe a appliqué ces Pcs en les vaporisant sur des électrodes de diffusion de gaz, créant ainsi des couches cristallines directes à la surface. Non seulement cette méthode est rapide mais elle est industrialisable. « 144 heures de fonctionnement continu. Cette performance dépasse pour la première fois les seuils exigés pour une utilisation industrielle réelle » se félicite l’université de Tohoku dans un communiqué.

La structure chimique des e-fuels est comparable aux carburants conventionnels avec lesquels ils peuvent être mélangés

L’intérêt est double : réduire la concentration de CO₂ dans l’atmosphère et générer de l’énergie stockable et transportable. La simplicité de cette approche pourrait faciliter son intégration dans une usine de production de carburants, de plastiques ou d’engrais. « Elle pourrait aussi être associée à des sources renouvelables, pour produire du syngas propre, en fermant le cycle du carbone », conclut l’équipe de scientifiques.

« Dans le cadre de la décarbonation du secteur des transports, les carburants de synthèse représentent une option particulièrement intéressante. Leur structure chimique est comparable aux carburants conventionnels avec lesquels ils peuvent donc être mélangés directement. Appelés les carburants « drop-in », ils permettent de remplacer les carburants fossiles sans avoir à changer de motorisation les infrastructures de distribution existantes », concluent les scientifiques Français.

Les procédés de fabrication des principaux e-fuels sont globalement matures mais leurs rendements sont en cours d’amélioration. Certains e-fuels sont d’ores et déjà certifiés et incorporés dans l’industrie et les transports aériens, maritimes et terrestres.