De nombreuses études récentes portent sur la lutte contre le changement climatique. Parmi les solutions explorées figurent les technologies de séquestration du dioxyde de carbone. Une équipe de chercheurs a récemment mis au point un nouveau matériau poreux capable d’absorber non seulement le CO2, mais aussi d’autres gaz à effet de serre ayant un impact significatif sur le réchauffement climatique. « Il s’agit d’une avancée passionnante, car nous avons besoin de nouveaux matériaux poreux pour relever les plus grands défis de la société », déclare l’un des chercheurs impliqués.
Confronté à l’urgence climatique, le monde déploie une multitude de stratégies, de méthodes et de technologies pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Parmi ces efforts, certains des plus grands émetteurs s’engagent désormais à atteindre la neutralité carbone dans les prochaines décennies. L’Europe, par exemple, compte atteindre cet objectif d’ici 2050.
Toutefois, même si les émissions sont immédiatement interrompues, les gaz à effet de serre déjà présents dans l’atmosphère continueraient de contribuer au réchauffement climatique. Des scientifiques ont par ailleurs avancé que l’absorption du carbone par les arbres est relativement lente, requérant par conséquent l’intervention de technologies humaines. Dans ce contexte, des chercheurs issus de diverses institutions ont récemment mis au point un nouveau matériau poreux capable de capturer efficacement différents gaz à effet de serre. Les détails ont été publiés dans la revue Nature Synthesis.
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Un matériau composé de molécules creuses
Le matériau se compose de molécules dotées d’une structure tridimensionnelle semblable à une cage. Concrètement, elles sont creuses, ce qui leur permet de contenir d’autres molécules, en l’occurrence celles des gaz à effet de serre.
Pour sa conception, l’équipe s’est d’abord appuyée sur la modélisation informatique, afin de simuler les comportements physiques et chimiques des molécules. Les chercheurs ont ainsi pu prédire comment les molécules s’assembleraient et déterminer la structure et la stabilité du matériau avant même sa synthèse en laboratoire. De plus, ces simulations aident à prédire ses arrangements, ce qui est essentiel pour s’assurer que le matériau final possède les propriétés désirées. Cette approche de modélisation s’est avérée très fructueuse, insistent les chercheurs, optimisant le développement en évitant le gaspillage de ressources.
Par ailleurs, les chercheurs ont souligné la possibilité de combiner ce type de simulation informatique avec un modèle d’IA. Cela pourrait accélérer la découverte de nouveaux matériaux en proposant des configurations moléculaires innovantes. « La combinaison d’études informatiques comme la nôtre avec de nouvelles technologies d’IA pourrait créer une offre sans précédent de nouveaux matériaux pour résoudre les défis sociétaux les plus urgents, et cette étude constitue une étape importante dans cette direction », a déclaré dans un communiqué de l’Université Heriot-Watt le Dr Marc Little, l’un des auteurs de l’étude.
Capturer les gaz à effet de serre sans oublier les gaz volatils
Les molécules en forme de cage de ce nouveau matériau sont spécialement conçues pour maximiser leur capacité à stocker des gaz tels que le dioxyde de carbone (CO2) et l’hexafluorure de soufre (SF6). Le CO2 est un gaz à effet de serre bien connu, tandis que l’hexafluorure de soufre, moins courant, est nettement plus nocif pour le climat (à quantité égale) et peut persister dans l’atmosphère pendant des milliers d’années.
Au-delà de la capture de ces gaz à effet de serre, le matériau offre également des perspectives prometteuses pour piéger des composés organiques volatils et pourrait trouver des applications en science médicale, selon les chercheurs.