Des chercheurs de l'Université d'Ottawa ont conçu de nouveaux matériaux pour capter les gaz à effet de serre

Publié le mercredi 11 décembre 2019

fumée qui s’échappe de cheminées, représentant du CO2

Les centrales électriques qui brûlent des combustibles fossiles comme le charbon ou le gaz naturel sont l'une des principales sources d'émissions mondiales de CO2 responsables du changement climatique. Une équipe de chercheurs, dont fait partie Tom Woo, professeur titulaire au Département de chimie et sciences biomoléculaires à l'Université d'Ottawa, a mis au point des matériaux qui pourraient capter ces gaz à effet de serre avant même leur rejet dans l'atmosphère.

Le professeur Woo a supervisé le professeur Peter Boyd, auteur principal de cette recherche et ancien étudiant au doctorat de l'Université d'Ottawa, et le professeur Tom Daff, ancien boursier postdoctoral de l'université. Ils ont trouvé un moyen de faciliter le processus de captage du carbone qui est reconnu comme étant énergivore et coûteux.

« Une technologie moins énergivore et moins coûteuse qui pourrait permettre le captage à grande échelle du CO2 des centrales électriques utilise des matériaux appelés cadres organiques métalliques (MOFs) pour capter et libérer le CO2, » a expliqué le professeur Woo. « Le problème avec cette approche est que les matériaux qui sont bons pour capter le CO2 se sont avérés encore meilleurs pour capter l'eau, ce qui les rend peu utiles pour les gaz de combustion humides. Mais nous avons trouvé une solution. »

Dans son laboratoire de l'Université d'Ottawa, le professeur Woo et son équipe ont utilisé des techniques informatiques de données massives pour concevoir de nouveaux MOFs qui fonctionnent en présence d'eau. Pour ce faire, ils ont généré une bibliothèque diversifiée de plus de 330 000 documents informatiques et évalué leur capacité de capter le CO2 par simulation. À l'aide de techniques d'exploration de données et de reconnaissance de modèles 3D, les chercheurs ont découvert des caractéristiques structurelles communes au niveau atomique qui lieraient le CO2, mais pas l'eau.

Puis, en collaboration avec des scientifiques de l'École polytechnique fédérale de Lausanne en Suisse, l'équipe a identifié des matériaux cibles potentiels contenant les caractéristiques structurelles qui pourraient être synthétisés en laboratoire. L'équipe suisse a produit avec succès les matériaux qui ont été conçus sur ordinateur et a testé leur performance pour capter le CO2 des gaz de combustion humides.

Des collaborateurs de l'Université de Californie à Berkeley, de l'Université Heriot-Watt et de l'Université de Grenade ont ensuite découvert que ces matériaux surpassaient les matériaux commerciaux actuels pour la capture du CO2 des gaz de combustion humides.

« Le Canada est un chef de file en matière de captage du carbone, avec la première centrale électrique au charbon au monde qui capte le CO2 de ses gaz de combustion (Boundary Dam Power Station en Saskatchewan), » a déclaré le professeur Peter Boyd. « Je suis fier de faire partie d'une équipe de recherche qui tente de trouver des moyens de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Nous avons conçu de nouveaux matériaux qui pourraient faire partie de solutions pratiques et peu coûteuses pour la réduction du carbone à l'échelle mondiale. »

La recherche Data-driven design of metal–organic frameworks for wet flue gas CO2 capture a été publiée le 11 décembre 2019 dans le journal Nature.

 

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Justine Boutet
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