Au cours de ce dernier, la molécule de CO2 perd progressivement ses deux atomes d'oxygène qui sont remplacés par des atomes d'hydrogène. Au passage, de l'énergie est stockée sous forme de liaisons chimiques (quatre liaisons C-H contre deux liaisons C=O. à l'origine).
La molécule de dioxyde de carbone est ionisée, un électron lui étant enlevé. La molécule, qui est maintenant chargée électriquement, peut être accélérée à l'aide d'un champ électrique, et une collision brise la molécule en libérant de l'oxygène.
L'oxygène liquide de haute pureté est habituellement obtenu par distillation fractionnée d'air liquide. L'oxygène liquide peut aussi être produit par condensation d'air en utilisant l'azote liquide comme liquide de refroidissement.
Cela est possible en convertissant une énergie bas-carbone (par exemple issue du solaire, du nucléaire ou de l'éolien) en énergie chimique. Cette utilisation du CO2 permet ainsi de fabriquer des combustibles, carburants, produits chimiques, plastiques, etc.
Les êtres vivants transforment l'oxygène en CO2 par respiration, tandis que les plantes utilisent le CO2 pour la photosynthèse et le transforment en composés carbonés organiques (sucres, cellulose, etc.) et dioxygène, O2, communément appelé oxygène.
Le cycle de l'oxygène est donc un cycle court, attaché au cycle court du carbone organique. Au niveau des continents, la végétation, comme par exemple celle des grandes forêts, produit une certaine quantité d'oxygène grâce à l'activité de photosynthèse des végétaux.
Mais le CO2 est saturé, il ne peut plus réagir avec de l'oxygène et fixant un troisième atome. Il ne peut donc pas brûler.
Il existe trois pistes pour réduire la quantité de gaz carbonique dans l'atmosphère : arrêter de brûler des combustibles fossiles ; capter le CO2 juste après la combustion pour l'empêcher de s'échapper dans l'air ; ou l'éliminer de l'atmosphère une fois qu'il s'y trouve.
Casser le dioxyde de carbone avec un semi-conducteur
Pour casser les liaisons les unissant, il faut une grande quantité de temps et d'énergie. D'où l'idée d'un catalyseur pour accélérer cette réaction. Une piste pour y parvenir est d'utiliser un semi-conducteur, qui réagit à la lumière en rejetant des électrons.
Les scientifiques développent en ce moment un procédé pour encapsuler l'anhydrase carbonique. Il s'agit d'une enzyme naturellement présente dans le corps humain et capable de transformer de manière très efficace et très rapide le CO2 liquide en bicarbonate et carbonate.
Il y a environ 3 milliards d'années, les bactéries - qui proviennent des océans - colonisent la terre ferme et permettent à l'oxygène de persister, même à de faibles concentrations, dans l'atmosphère, ce que montre une étude publiée début 2021 par le Pr.
Le processus de séparation de l'eau en hydrogène et en oxygène est connu sous le nom d'électrolyse. Cette méthode fonctionne en faisant passer un courant à travers l'eau qui contient un électrolyte soluble. Ce courant électrique brise l'eau en ses composants séparément aux deux électrodes.
Le Paulownia a donc cette capacité à purifier l'air aux alentours en produisant 4 fois plus d'oxygène qu'un arbre classique. En plus de ses vertus écologiques reconnues, le Paulownia est également très apprécié dans le monde entier pour sa beauté, grâce à ses jolies fleurs violines et sa carrure imposante.
Le principe : séparer le CO2 en projetant l'air ambiant sur un filtre puis en le faisant chauffer. L'air exempt de CO2 peut ensuite être rejeté dans l'atmosphère ou revendu pour fertiliser des plantes sous serre, gazéifier des boissons ou fabriquer des agrocarburants.
La glace carbonique est produite à partir d'un gaz naturel, le dioxyde de carbone. Ce gaz est refroidi sous sa forme liquide (en dessous de -78,5°C) pour obtenir une matière solide.
Des chercheurs du CEA-Irig identifient un catalyseur pour produire directement du méthane à partir de CO2. Transformer le CO2 en méthane en utilisant de l'électricité renouvelable est une solution prometteuse alternative à la production de biogaz. L'électrochimie est une solution pour y parvenir.
Répartition sectorielle des émissions de CO2 dans le monde
En 2018, la production d'électricité reste le premier secteur émetteur de CO2 dans le monde, avec 41 % du total des émissions dues à la combustion d'énergie. Elle est suivie par les transports (25 %) et l'industrie (18 %, y compris la construction).
Le dioxyde de carbone est l'un des principaux gaz à effet de serre. Ainsi, il aide à contrôler la température de la planète en retenant les rayons infrarouges dégagés par le soleil dans l'atmosphère. Sans les gaz à effet de serre, la température de la Terre ne dépasserait pas les - 18° !
En étant combiné avec de l'hydrogène, le CO2 peut être employé pour la production de méthane, de méthanol, d'essence et de kérosène. Si l'hydrogène est issu d'une production décarbonée, cette voie permet de placer le CO2 au cœur d'une approche de consommation circulaire à faible impact carbone.
Le CO2 est en partie responsable de l'effet de serre. Cela a pour conséquence l'augmentation des températures et ainsi, la perturbation de tout notre écosystème (voir nos articles traitant des conséquences du réchauffement climatique sur les océans, la fonte des glaces et les forets).
Premier au classement, le paulownia
Cet arbre originaire d'Asie est celui qui serait le plus grand absorbeur de CO2, avec 10 fois plus de dioxyde de carbone absorbé que n'importe quel autre arbre.
Planter des arbres pour stocker le carbone ? Il existe également des puits de carbones naturels, tels que les forêts, les tourbières et les océans. Ces écosystèmes absorbent naturellement le CO2 et le stockent de manière très efficace.
Inhalation : Les faibles concentrations ne sont pas nocives. Des concentrations plus élevées peuvent influer sur la fonction respiratoire et peut causer de l'excitation suivi d'une dépression du système nerveux central. Une concentration élevée peut déplacer l'oxygène contenu dans l'air.
Les gaz à effet de serre empêchent toutefois le rayonnement thermique à longues ondes de s'échapper dans l'espace. A la place, ils en absorbent une partie et renvoient le reste dans toutes les directions, aussi vers la terre. Ce processus réchauffe la surface de notre planète et la couche inférieure de son atmosphère.