Faire de l’électricité avec des gaz polluants : l’idée paraît folle, mais elle fonctionne déjà

C'est une équipe de recherche sud-coréenne de l'Université Sungkyunkwan qui est à l'origine de cette innovation. Baptisé GCEG pour « Gas Capture and Electricity Generator », ou générateur de capture de gaz et d'électricité en français, ce dispositif fonctionnel a été présenté dans la revue Energy & Environmental Science.

Actuellement en développement, cette technologie pourrait, à terme, alimenter des appareils électroniques peu énergivores tout en faisant du bien à l'environnement.

Améliorer le captage des émissions nocives

La lutte contre le dérèglement climatique repose sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre, mais également sur les technologies de captage du carbone qui sont en constante évolution. Dans l'industrie, les systèmes CCUS (Carbon Capture, Utilisation and Storage) permettent déjà d'absorber le CO₂ présent dans l'air pour le stocker ou le réutiliser pour fabriquer des engrais ou des polymères.

Cependant, les dispositifs existants nécessitent de consommer beaucoup d'énergie pour fonctionner efficacement, et leur conception mono-usage ne leur permet pas de traiter tous les polluants.

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Afin de corriger ces défauts, l'équipe de recherche a proposé un mécanisme fondamentalement novateur qui convertit directement l'énergie physico-chimique générée lors de l'adsorption des gaz en énergie électrique.

Le dispositif GCEG. © Energy & Environmental Science

Un nouveau combustible

Concrètement, le dispositif GCEG fonctionne grâce à une structure duale qui réunit une couche constituée d'hydrogels de polyacrylamide à une épaisse couche de papier de mûrier, une fibre naturelle riche en cellulose, recouverte de noir de carbone, un matériau conducteur qui va jouer le rôle d'électrode.

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Lors de l'adsorption de gaz à effet de serre tels que le dioxyde d'azote ou le dioxyde de carbone, une redistribution des charges a lieu au sein du dispositif, ce qui pousse certains ions vers la surface conductrice en carbone, produisant ainsi du courant sans source d'énergie externe.

Autrement dit, les polluants atmosphériques servent de combustible pour générer de l'électricité.

Une efficacité encore limitée

Très sensible, ce système réagit même lorsque les concentrations de gaz sont très faibles mais son efficacité est encore limitée. Lors des tests, une exposition à 50 parties par million (ppm) de dioxyde d'azote a permis d'obtenir une tension de 0,8 volt et un courant de 55 microampères.

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En connectant plusieurs modules entre eux, les chercheurs ont atteint près de 4 volts et 150 microampères. C'est peu mais néanmoins suffisant pour envisager des usages avec des capteurs ou de petits appareils électroniques, comme des smartphones. À terme, il faudra néanmoins améliorer le rendement du dispositif pour démontrer la possibilité d'un passage à l'échelle.