FAVORISER LA RÉSILIENCE DE LA TERRE
Le défi de la conversion du carbone
Par : Liz Do & Alison Rutka
le 24 octobre 2023
Les effets des changements climatiques se font sentir à l’échelle mondiale à un rythme alarmant. Le CIFAR est à l’avant-garde de la lutte contre ce phénomène. Cette série spéciale, Favoriser la résilience de la Terre, examine comment la communauté du CIFAR — par-delà les frontières, les rôles et les disciplines — a un impact significatif sur la concrétisation de changements importants.
Découvrez comment Chibueze Amanchukwu, membre du CIFAR, transforme le problème du carbone en solution.
Vous souhaitez en savoir plus sur ces recherches?
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Regardez maintenant : Conférences du CIFAR : Favoriser la résilience de la Terre, mettant en
vedette des spécialistes de notre série.
Photo : Saverio Truglia
L’augmentation des émissions de carbone sur la planète constitue un défi majeur de la crise climatique. En 2022, la population mondiale a émis 36,8 milliards de tonnes de CO2, soit 321 millions de tonnes de plus que l’année précédente.
Selon l’Agence internationale de l’énergie, la voie vers la carboneutralité en 2050 est difficile et requiert un virage sans précédent dans le mode de production énergétique. Le piégeage et la conversion du carbone ne représentent pas encore une solution de rechange économiquement viable aux combustibles fossiles, mais cette technologie est un élément clé de la réduction des émissions à l’échelle mondiale.
C’est pourquoi des scientifiques comme Chibueze Amanchukwu, membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli au sein du programme Accélération de la décarbonisation, se tournent également vers le carbone dans la lutte contre les changements climatiques. Amanchukwu souhaite trouver de meilleures méthodes électrochimiques pour convertir le CO2 indésirable et nocif en produits à valeur commerciale, comme l’éthylène.
« L’éthylène, précurseur de la production de nombreux plastiques et biens de consommation, est le produit chimique organique industriel le plus répandu au monde », explique Amanchukwu.
Avec son groupe, Amanchukwu associe du CO2, du H2O et des électrons pour convertir électrochimiquement le CO2. Le processus électrochimique de conversion du carbone se fait dans un appareil appelé électrolyseur. À la surface d’un catalyseur solide, le CO2 est dissous dans un électrolyte liquide, il absorbe les électrons et peut être transformé en éthylène et autres produits.
Malheureusement, la conversion électrochimique du CO2 se heurte à de nombreuses difficultés. Tout d’abord, il faut une grande quantité d’énergie pour convertir le CO2; les scientifiques continuent d’améliorer le processus afin d’optimiser et d’étendre la technologie.
Les travaux d’Amanchukwu visent principalement à mieux comprendre les stratégies de conception des électrolytes, à investiguer comment la sélection des électrolytes peut modifier et améliorer la réaction électrochimique et à contrôler sélectivement la formation du produit souhaité – des percées qui peuvent accroître la capture et la conversion du carbone.
« Pour faire face à l’augmentation des émissions de CO2, l’objectif principal est toujours de réduire les émissions à la source, note-t-il. Mais pour relever le défi que posent les changements climatiques, nous avons aussi besoin d’approches différentes. Nous devons être en mesure de décarboniser et d’explorer la capture et la conversion du carbone. »
Trouver le moyen d’étendre la capture et la conversion du CO2 reste une priorité absolue pour Amanchukwu. Mais pour ce faire, il devra résoudre certaines questions de science fondamentale. À ce jour, personne ne sait quel serait le meilleur matériau pour permettre la capture et la conversion du carbone. Alors qu’Amanchukwu et son équipe continuent de réaliser des essais sur divers composés prometteurs, il reconnaît que la collaboration sera nécessaire pour concrétiser l’impact fondamental de son travail.
Dans le cadre de ses travaux en collaboration, en plus de travailler avec des partenaires et des organisations, il doit tirer parti des connaissances de ses pairs du CIFAR issus de diverses disciplines au sein du programme Accélération de la décarbonisation. Depuis qu’il est devenu membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli en 2022, il travaille activement avec les membres de son programme du CIFAR et d’autres stagiaires du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli, ce qui lui a permis de découvrir différentes perspectives sur le problème de la conversion du carbone.
« Le CIFAR m’a permis de me joindre à un réseau extraordinaire et de rencontrer des scientifiques de calibre mondial qui sont à l’avant-garde de la lutte contre les changements climatiques par l’adoption de perspectives différentes. Ces perspectives contribuent à définir le type de travail sur lequel je me concentre et fournissent un contexte plus large à mes recherches, déclare-t-il. Je suis exposé à la fois à des idées d’ensemble et à des approches scientifiques granulaires. C’est incroyable d’avoir accès à une communauté de recherche qui réfléchit à ce problème particulier; le CIFAR nous a donné cette très rare occasion. »
Alors qu’Amanchukwu continue d’améliorer les méthodes de conversion du carbone, son travail est motivé en partie par son pays d’origine, le Nigeria : il veut s’assurer que lorsque la conversion du carbone sera mise à l’échelle, cette technologie sera équitable pour tous.
« Je veux veiller à ce que les technologies que nous développons soient suffisamment bon marché pour que personne ne soit laissé pour compte, explique-t-il. Les Nigérians, par exemple, essaient d’atteindre le niveau de confort dont nous jouissons aux États-Unis et au Canada. Comment s’assurer qu’ils disposent de produits - alimentés par une électricité renouvelable - qui ne les privent pas des plaisirs dont nous jouissons en Occident? Voilà qui motive en grande partie ce que je fais. »
Comment le CIFAR vous aide-t-il à mener des recherches pertinentes pour lutter contre les changements climatiques?
« Le CIFAR m’a permis de me joindre à un réseau extraordinaire et de rencontrer des scientifiques de calibre mondial qui sont à l’avant-garde de la lutte contre les changements climatiques par l’adoption de perspectives différentes. Ces perspectives contribuent à définir le type de travail sur lequel je me concentre et fournissent un contexte plus large à mes recherches. »
Joignez-vous à nous pour relever l’un des plus grands défis de notre époque en soutenant le fonds Terre résiliente. Votre contribution permet à des scientifiques de pointe de jeter des ponts entre les disciplines et les situations géographiques pour poser les bases des solutions de demain.