Réduire la teneur en dioxyde de carbone dans l’atmosphère est une priorité car la présence de ce gaz accroit la capacité de l’atmosphère à retenir la chaleur reçue par la Terre depuis le Soleil. De nombreuses recherches visent à séquestrer le carbone lors des processus chimiques, pour éviter qu’il gagne l’atmosphère. Des recherches sont menées aussi, notamment par l’Institut Français du Pétrole (Solaize,Rhône) pour stocker ce CO2 en particulier dans des sites souterrains assurant une sécurité satisfaisante.
400 mètres cubes de CO2 dans un mètre cube
Les chimistes ont aussi cherché à créer des matériaux poreux capables de piéger le gaz. Des chercheurs de différents laboratoires associés au CNRS, l’équipe de Gérard Férey à l’Institut Lavoisier (CNRS / Université de Versailles Saint Quentin-en-Yvelines), ont montré que la poudre MIL-101 (Matériau de l’Institut Lavoisier) est aujourd’hui le meilleur matériau pour le stockage du CO2 à température ambiante. Un mètre cube de MIL 101 peut stocker près de 400 m3 de gaz carbonique à 25°C contre 200 m3 de CO2 pour les meilleurs solides commercialisés actuellement. Ces travaux sont publiés sur le site Internet de la revue Langmuir.
Ce résultat est possible grâce à une excellente maîtrise de la structure de ce solide. Les chercheurs de l’Institut Lavoisier sont les seuls, à ce jour, à être capables de synthétiser un matériau dont la taille des pores (3,5 nanomètres, 3,5 milliardièmes de mètre) permet de capter autant de dioxyde de carbone2. Leurs travaux ont aussi permis de comprendre, expérimentalement et théoriquement, le mécanisme de fixation du CO2 dans les pores. Le MIL 101 devrait trouver de nombreuses applications industrielles pour lutte contre le réchauffement climatique, mais les chercheurs conçoivent déjà une nouvelle génération de ce matériau ayant des capacités de stockage encore plus importante.
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1) Institut Lavoisier (CNRS / Université de Versailles), Institut Charles Gerhardt (CNRS / Université de Montpellier 2 / ENSCM), Laboratoire chimie
Provence (CNRS / Universités Aix-Marseille 1, 2 et 3), Laboratoire catalyse et spectrochimie (CNRS / Ensi Caen / Université de Caen).)
2) High Uptakes of CO2 and CH4 in Mesoporous Metal-Organic Frameworks MIL-100 and MIL-101, Philip L. Llewellyn, Sandrine Bourrelly, Christian Serre, Alexandre Vimont, Marco Daturi, Lomig Hamon, Guy De Weireld, Jong-San Chang, Do-Young Hong, Young Kyu Hwang, Sung Hwa Jhung, Gérard Férey, Langmuir à paraître (DOI. 10.1021/1a800227x).
