PERFECTIONNEMENT: Les cristaux de ZÉOLITE améliorent grandement l’efficacité de la conversion de l’eau en combustibles à haute énergie

La conversion des déchets organiques en combustible pourrait résoudre bon nombre des problèmes auxquels notre planète est confrontée en ce moment, en libérant des sites d’enfouissement importants et en trouvant de nouvelles façons de chauffer les maisons et d’alimenter les véhicules. Malgré le grand potentiel, plusieurs obstacles ont empêché une telle approche d’être largement utilisée. L’un des plus grands défis a été le fait que les procédés chimiques existants nécessitent beaucoup plus d’énergie que la quantité généralement fournie par les sources locales d’énergie renouvelable. La capacité à décentraliser ce processus serait donc révolutionnaire – et les scientifiques sont maintenant un pas de plus vers la recherche d’un moyen viable de le faire.

À l’Université technique de Munich, les chercheurs ont découvert que les cristaux de zéolite peuvent réduire considérablement les besoins en énergie et en température pour la conversion des déchets organiques en carburants. Leurs résultats ont été publiés dans Nature Communications hyperactivité et trouble de l’attention.

Les scientifiques ont montré que la haute température nécessaire pour séparer les liaisons carbone-oxygène trouvées dans les solutions aqueuses acides pouvait être réduite de manière significative à l’aide de cristaux de zéolite, et cette approche a également accéléré le processus.

Leur idée a été inspirée par la nature. Après avoir remarqué que les enzymes qui ont de petites poches dans la surface peuvent accélérer les processus chimiques, ils ont commencé à chercher un moyen de l’appliquer à la chimie organique. Dans leur recherche d’un catalyseur approprié, les zéolites se sont démarquées. Ces cristaux contiennent des cavités minuscules, où les réactions se produisent dans des conditions exiguës semblables à celles observées dans les poches d’enzymes.

Les petites cavités dans les zéolithes les rendent idéales

Ils ont découvert que les cavités plus petites permettaient d’obtenir des effets catalytiques plus importants, les meilleurs résultats étant obtenus avec des diamètres inférieurs à 1 nanomètre. Essentiellement, les espaces exigus des cavités signifient que les ions hydronium à l’intérieur de ceux-ci sont beaucoup plus susceptibles de se heurter aux partenaires de la réaction, ce qui accélère le processus et consomme moins d’énergie.

La chaire de chimie technique TU Munich Johannes Lercher a utilisé les exemples de cire collée sur des plateaux et des geckos marchant sur des plafonds pour illustrer comment des espaces restreints peuvent favoriser la réactivité des molécules.

Il a déclaré: « Plus il y a de points de contact entre deux surfaces, plus l’adhérence est grande. Dans nos expériences, les molécules organiques, qui sont dans une solution aqueuse, sont littéralement attirées par les pores des zéolithes. « 

Futurs espoirs

Bien qu’il reste encore quelques détails à éliminer avant que le procédé puisse être utilisé à grande échelle, leur objectif est de développer un processus de production chimique décentralisé qui ne nécessite pas d’installations à grande échelle. En théorie, n’importe quelle municipalité pourrait utiliser cette technique pour produire son propre carburant.

Les ramifications de la déconcentration de l’eau sont importantes. L’hydrogène est un carburant très propre et vert qui ne produit pas de dioxyde de carbone lorsqu’il est brûlé. En outre, il est abondant, ce qui signifie que la séparation efficace de l’eau en combustible à hydrogène propre pourrait très bien aider le monde à passer d’une économie de combustibles fossiles à une économie reposant sur l’hydrogène.

Avec plus de 70% des déchets alimentaires de notre planète qui finissent dans les décharges, il y a une formidable opportunité ici. La demande énergétique mondiale devrait augmenter de 50% dans les 25 prochaines années, et la création d’énergie avec des déchets organiques et de l’eau pourrait être une excellente solution.