Alors que les effets dévastateurs du réchauffement climatique se font de plus en plus sentir à l’échelle mondiale, la réduction de l’empreinte carbone s’impose comme un levier d’action incontournable. Tandis que certains experts plaident pour une réduction de la consommation de viande bovine dans les pays industrialisés afin de diminuer les émissions de gaz à effet de serre, d’autres s’orientent vers des innovations énergétiques. Parmi celles-ci, le biodiesel électro-synthétique, fruit du travail d’une équipe de recherche internationale, constitue un vecteur d’amélioration intéressant. Selon ses créateurs, ce carburant surpasse de 45 fois le rendement du biodiesel traditionnel à base de soja, ouvrant la voie à une évolution majeure de la production énergétique mondiale tout en contribuant à réduire les émissions polluantes.
Recycler le CO2 apparaît incontestablement comme l’une des meilleures solutions pour atténuer l’impact des gaz à effet de serre. Carboneo, une start-up parmi les rares à se lancer dans cette aventure, ambitionne de convertir le CO2 en monoxyde de carbone et en oxygène par électrolyse. Bien que cette approche regorge de promesses, elle se heurte encore à des obstacles techniques qui freinent son déploiement à grande échelle. Cependant, un consortium de chercheurs issus des universités de Washington, du Missouri et A&M du Texas propose une alternative audacieuse en transformant le dioxyde de carbone en biodiesel électro-synthétique.
« Cette innovation peut s’intégrer dans une économie circulaire, produisant des carburants, produits chimiques, matériaux et ingrédients alimentaires potentiellement à bilan carbone négatif selon les modélisations actuelles, avec une efficacité surpassant celle de la photosynthèse et moins d’émissions de carbone que les produits pétrochimiques », a déclaré Joshua Yuan, professeur et directeur du département de l’énergie à l’Université de Washington, lors d’un communiqué. Il a précisé : « Nous avons abordé les défis de l’électro-biofabrication de manière systémique, surmontant les limites métaboliques et biochimiques de l’utilisation du carbone diatomique ».
Une percée reposant sur l’électrocatalyse
Au cœur de cette avancée se trouve l’électrocatalyse. L’équipe de Yuan décrit un procédé entamant des réactions chimiques par transfert d’électrons entre catalyseurs et réactifs, visant à transformer le CO2 en intermédiaires biocompatibles. Ceux-ci sont ensuite convertis en lipides ou en acides gras par des microbes, pour être utilisés dans la production de biodiesel. Publiées dans la revue Joule, les recherches indiquent que ce procédé atteint un rendement rayonnement solaire-molécule de 4,5 %, surpassant ainsi largement le biodiesel de soja et la photosynthèse naturelle, limitée à moins de 1 %.
Pour perfectionner l’électrocatalyse, les chercheurs ont conçu un nouveau catalyseur à base de zinc et de cuivre, exploitant une souche de Rhodococcus jostii (RHA1) modifiée, en raison de sa forte teneur en lipides. Ce catalyseur novateur génère des intermédiaires de carbone diatomique transformables en lipides, optimisant également le traitement métabolique de l’éthanol.
L’impact environnemental de cette technologie s’annonce prometteur. Chaque unité d’électro-biodiesel produit permet de réduire l’émission de 1,57 g de dioxyde de carbone, en prenant en compte des sous-produits tels que la biomasse et l’éthylène. « Ce processus pourrait résoudre la pénurie de matières premières pour le biodiesel et révolutionner la production de carburants, produits chimiques et matériaux renouvelables, contribuant à réduire la dépendance énergétique vis-à-vis des combustibles fossiles », conclut Yuan.