Un Système Électrodique pour Convertir le CO2 Marin en Calcium

Une technologie récente permet de transformer efficacement le CO2 dissous dans l’eau de mer en carbonate de calcium. Cette approche de minéralisation du CO2 pourrait constituer une solution pertinente pour la lutte contre le changement climatique.

La nature nous montre la voie : depuis des millions d’années, la weathering chimique fixe le dioxyde de carbone atmosphérique, stockant le carbone sous forme de calcaires, dolomites et autres roches carbonates. Cependant, ce processus naturel de minéralisation du CO2 prend des siècles, voire des millénaires.

Des projets menés notamment en Islande et aux États-Unis ont démontré qu’il est possible d’accélérer cette « minéralisation in situ ». Cela implique de capturer le CO2 des gaz d’échappement ou de l’air, de le dissoudre dans l’eau, puis de l’introduire dans des formations de basalte.

Capturer le CO2 du Large

Une autre approche consiste à extraire le CO2 de l’eau de mer plutôt que de l’air. En effet, les océans jouent un rôle crucial en tant que puits de carbone, absorbant environ 30 % des émissions humaines de CO2.

Le CO2 dissous peut être converti électrochimiquement en carbonate de calcium en alcalinisant l’eau de mer à l’aide d’électrodes.

« Le Direct Ocean Capture électrochimique (e-DOC) représente une voie prometteuse pour une décarbonisation à l’échelle du gigatonne », expliquent les chercheurs d’un institut technologique coréen. La grande force de cette méthode réside dans le fait que l’extraction du CO2 de l’eau de mer permet à l’eau de capter encore plus de CO2 de l’atmosphère, préservant ainsi l’effet tampon climatique des océans. De plus, cette technique nécessite moins d’énergie que le Direct Air Capture (DAC).

Cependant, les électrodes actuellement utilisées pour la précipitation électrochimique du carbonate de calcium présentent un inconvénient majeur : leur surface se couvre rapidement de calcaire, entraînant une réduction de leur efficacité.

Une Électrode Innovante pour la Minéralisation

Les chercheurs ont développé une électrode en fibre creuse qui permet de résoudre ce problème. Conçue de manière à ce que le calcaire se forme en dehors des surfaces électrodes, cette architecture empêche l’accumulation gênante de dépôts. De plus, les bulles d’hydrogène produites lors de la réaction agissent comme un balai, maintenant la surface électrode propre.

Le système de minéralisation est composé de trois éléments : un revêtement extérieur en fibre métallique poreuse servant d’électrode de travail, une membrane échangeuse d’ions et des fils de platine-iridium agissant comme électrodes opposées. Ce système contribue à augmenter le pH local, favorisant ainsi la précipitation de carbonate de calcium et d’hydroxyde de magnésium.

Pour améliorer encore l’efficacité du système, les chercheurs effectuent des nettoyages réguliers par des pulsations d’eau pour éliminer les dépôts.

Efficacité Pratique du Système

Des tests effectués à la fois avec de l’eau de mer simulée et de l’eau réelle près de l’île Jeju, en Corée, ont révélé que le système était capable d’éliminer 80 à 90 % du CO2 dissous. Cette performance a été obtenue sans accumulation significative de dépôts sur l’électrode.

De plus, cette technologie consomme jusqu’à 54 % moins d’énergie que des systèmes comparables, produisant des sous-produits valables comme l’hydroxyde de magnésium et de l’hydrogène pur, qui peuvent compenser les coûts énergétiques.

Applications Nautiques et Offshore

Cette technologie permettrait une minéralisation permanente du CO2 dissous dans l’eau de mer, contribuant à la lutte contre la hausse des niveaux de CO2 dans l’atmosphère. En raison de sa conception modulaire, le système peut être intégré dans des installations existantes, y compris à bord de navires ou sur des plateformes offshore.

Points à retenir

• Le système minéralise le CO2 marin, contribuant à la décarbonisation.
• Il nécessite moins d’énergie comparé au DAC classique.
• Les sous-produits peuvent offrir une rentabilité économique.
• La technologie est adaptable aux infrastructures maritimes.

À l’heure où la lutte contre le changement climatique devient primordiale, ce développement ouvre la voie à des solutions potentielles et durables. En tant qu’observateur passionné, je ne peux qu’encourager le soutien et l’intégration de ces types d’innovations dans notre quotidien, car chaque avancée compte dans cette bataille collective pour la préservation de notre planète.