Un prototype capture le CO₂ océanique sans s’encrasser

À l’intérieur d’une cellule à circulation constituée de deux plaques de 8 cm de haut, l’eau de mer rencontre un sel rédox de part et d’autre d’une membrane échangeuse d’ions. L’équipe de la faculté d’ingénierie de l’Université du Michigan a désormais montré que ce prototype pouvait extraire le dioxyde de carbone de l’eau et éliminer ses propres dépôts minéraux, un problème qui a ralenti les précédentes tentatives de capture continue du carbone océanique.

Le dispositif fonctionne en alternant des variations de pH. De l’hydrogène gazeux amorce la phase d’acidification, faisant descendre l’eau à un pH de 4 et libérant du dioxyde de carbone lorsque le liquide est pulvérisé dans une chambre mise sous vide. L’inversion des électrodes déclenche ensuite la phase de basification jusqu’à un pH de 10,7, produit de l’hydrogène gazeux et régénère le sel rédox. L’eau peut ensuite retrouver un équilibre avec l’atmosphère et se rapprocher de la valeur naturelle de référence, un pH de 8,1, avant le cycle suivant.

L’effet nettoyant est apparu dans une eau de mer simulée préparée avec du sel marin pour aquarium. Des dépôts de magnésium et de calcium recouvraient 25 % à 42 % de l’électrode après la basification ; commencer le cycle suivant par une acidification a réduit cette couverture à environ 7 %. Cela représente 86 % des dépôts éliminés sans lavage acide ni temps d’arrêt. Au cours des quatre cycles, l’intensité énergétique est restée constante, tandis que les approches précédentes perdaient 67 % de leurs performances au quatrième cycle à cause de l’accumulation des dépôts.

L’équipe a également remodelé le canal de circulation du sel avec des ailettes de 1 mm d’épaisseur inclinées à 30 degrés. Ces rainures font tourbillonner le liquide et acheminent plus rapidement le sel rédox vers l’électrode, ce qui permet un débit de 50 mL/min et une densité de courant de 100 mA/cm², qualifiée d’industrielle par les chercheurs.

Qu’est-ce que cela change en pratique ? Une cellule autonettoyante pourrait rendre la capture du carbone océanique sur de longues durées moins dépendante de la maintenance, tandis que le carbone capturé pourrait être utilisé dans des produits comme le béton ou le carburant pour avions. Les phases de production et de consommation d’électricité pourraient également déplacer la charge hors des heures de forte demande. Mais il ne s’agit encore que d’un prototype : les chercheurs indiquent que sa résistance électrique est 100 fois trop élevée pour un déploiement réel et prévoient de remplacer les plaques en plastique par des plaques métalliques, tout en rapprochant les électrodes et la membrane jusqu’à obtenir un contact avec un écart quasi nul.