Pour en savoir plus sur la Conversion du CO2

Un nouveau processus pour la conversion du CO2 en acide lactique pendant la production biologique d’hydrogène à travers la fermentation bactériennes de déchets organiques a été mis au point et breveté par l’Institut de Chimie Biomoléculaire du CNR de Pozzuoli. Les résultats sont publiés dans l’International Journal of Hydrogen Energy et ChemSusChem
Une nouvelle méthode biotechnologique de captage du dioxyde de carbone et de synthèse d’hydrogène par fermentation de matières organiques dont les déchets, qui pourrait avoir un usage industriel pour la production d’énergie renouvelable et éco-durable, a été conçue et brevetée par une équipe directe par Angelo Fontana auprès des laboratoires de recherche de l’Institut de chimie biomoléculaire du Conseil National de la Recherche (Icb-Cnr) de Pozzuoli.
L’étude est parue dans l'”International Journal of Hydrogen Energy” et est en cours de publication dans “ChemSunChem”.
“La méthode pour la production de biogaz s’appelle Flc, Fermentation Lactique Capnophile, et utilise une bactérie extrêmophile (c’est à dire qui vit et prolifère dans des conditions environnementales extrêmes), la Thermotoga napolitain, qui pousse à 80 degrés dans les solfatares marines au large de la côte de Flegreo”, explique Fontana. “Les cellules Thermotoga se comportent comme des microréacteurs capables de produire de l’hydrogène à partir de la fermentation de substrats organiques , y compris des déchets de l’industrie agro-alimentaire, en leur permettant d’être transformés en énergie propre”.
Un mécanisme absolument neuf. “Flc représente une méthode inédite qui permet d’obtenir simultanément trois avantages : la production d’énergie propre, le captage du dioxyde de carbone et la valorisation des déchets”, poursuit le chercheur de l’Icb-Cnr. “Le métabolisme de la bactérie par pris de CO2 et d’acide acétique libère de l’acide lactique avec élimination complète du CO2, de plus, contrairement aux mécanismes classiques de fixation autotrophique, comme par exemple la photosynthèse, il n’implique pas de synthèse de composés du métabolisme cellulaire. AU contraire, l’utilisation de dioxyde de carbone stimule la vitesse de fermentation, ce qui se traduit par une amélioration de la production d’hydrogène à partir de laquelle l’énergie électrique pourrait être directement obtenue”.
Les avantages dérivés d’un tel procédé sont intuitifs : “L’objectif du travail actuellement en cours est scientifique, mais les résultats ouvrent désormais la possibilité d’une application industrielle de la Fermentation Lactique Capnophile, considérant qu’il existe un marché mondial pour la seul production d’acide lactique estimé à environ 1.200 millions de dollars en 2010″, conclut Fontana. 3La production biologique d’hydrogène par fermentation bactérienne de substrats organiques, dont de nombreux déchets, est un sujet scientifique très brûlant avec de grandes perspectives pour la production d’énergie à partir de sources renouvelables”.
L’hydrogène est obtenu par électrolyse de l’eau en utilisant l’énergie solaire (hydrogène bleu) autre que l’hydrogène gris qui est obtenu à partir de combustions fossiles.
On fait réagir l’hydrogène biologique et/ou chimique avec le CO2 et on obtient du méthane que l’Etat italien a déjà prévu d’encourager.
Nous sommes au niveau de la recherche et du prototype. Il reste encore beaucoup à faire :
Se confronter avec les scientifiques Coréens, avec les collègues de la Georgia Tech aux Etats-Unis sur l’électricité et hydrogène à partir de CO2, le tournant de la batterie liquide.
Il s’inspire du rôle de l’océan dans le cycle du CO2, le nouveau système de captage et d’utilisation des émissions créées par des scientifiques coréens et américains avec lesquels nous ouvrirons une nouvelle campagne de recherche visant à l’industrialisation du système. Des scientifiques coréens en collaboration avec des collègues américains ont créé un appareil électrochimique capable d’exploiter le dioxyde de carbone pour produire de l’électricité et 2 hydrogènes. Comme ils l’expliquent dans un article publié sur iScience, la technologie est basée sur le fonctionnement d’une cellule hybride Na-CO2, une sorte de grande batterie liquide au design spécialement étudié : l’anode, en sodium métallique, est placé dans un électrolyte organique, tandis que la cathode est contenue dans une solution aqueuse dans laquelle du CO2 est injecté ; les deux liquides sont séparés par une membrane conductrice de sodium super ionique (NASICON). Le fonctionnement, au moins sur le papier, est simple. Quand le dioxyde de carbone est injecté dans l’électrolyte aqueux, il réagit avec la cathode en produisant des ions d’hydrogène et acide carbonique. Par une réaction électrochimique, ces sous-produits sont utilisés pour produire de l’électricité et créer de l’hydrogène gazeux. Contrairement à d’autres conceptions, la nouvelle cellule hybride ne libère aucun CO2 sous forme de gaz pendant le fonctionnement normal ; au contraire, la moitié du carbone est récupérée de l’électrolyte sous forme de bicarbonate de sodium.