Harry Cohen Tanugi

L'atmosphère de Vénus a inspiré des chercheurs qui ont mis au point une nouvelle technologie de lutte contre la pollution atmosphérique

La réduction des émissions de carbone provenant des routes, des chemins de fer et du transport maritime nécessite la mise en œuvre simultanée d'une série de solutions. En ce qui concerne les voitures, il faut réduire le nombre de trajets (en facilitant la marche et le vélo et en améliorant les transports publics), changer le carburant des véhicules et tirer le meilleur parti des véhicules déjà en circulation. Aucune de ces solutions n'est suffisante à elle seule.

En 2030, la vente de nouvelles voitures particulières diesel et à essence sera interdite au Royaume-Uni. L'avenir du transport de passagers sera électrique. Mais les récentes problèmes d'approvisionnement en pièces et le coût de fabrication du carbone élevé Les véhicules électriques pourraient retarder les bénéfices climatiques de cette transition.

Pour tirer le meilleur parti des véhicules à essence et diesel existants - et du carbone qui a été investi dans leur création - les conducteurs et les constructeurs peuvent réduire les émissions d'une famille de composés appelés oxydes d'azote, qui sont des gaz à effet de serre. liés aux maladies respiratoirespar un meilleur traitement des gaz d'échappement. De cette façon, les communautés les plus touchées par la pollution atmosphérique pourront au moins être protégées avant que les émissions nocives des véhicules ne soient définitivement éradiquées.

Mon équipe de recherche développe une nouvelle génération de convertisseurs catalytiques - les dispositifs montés sur les tuyaux d'échappement pour réduire la libération de gaz toxiques. Inspirés par la chimie observée à la surface de planètes extrêmement chaudes comme Vénus, nous avons produit un matériau synthétique qui pourrait améliorer la qualité de l'air.

De Vénus aux gaz d'échappement des véhicules

La lumière du Soleil détruit le dioxyde de carbone (CO₂) dans l'atmosphère des planètes, produisant du monoxyde de carbone (CO). Pas assez rapidement pour éviter le changement climatique, mais suffisamment pour que des atmosphères comme celle de Vénus contiennent beaucoup plus de CO que ce que nous y observons.

Notre groupe étudie les effets des matériaux météoriques (poussières arrivant de l'espace) dans les atmosphères. Nous avons fabriqué une poudre de silicate de fer qui reproduit cette poussière. peut accélérer la conversion du CO en CO₂. C'est pour cela que les premiers convertisseurs catalytiques des voitures ont été conçus, car le CO est un gaz toxique.

Cela nous a amenés à nous demander si ce matériau pouvait aider à résoudre d'autres problèmes, comme la pollution par les oxydes d'azote, qui... dépasse les limites légales dans l'air de nombreuses villes britanniques. La mauvaise qualité de l'air due aux gaz d'échappement des véhicules coûte des dizaines de milliers de vies chaque année.

Nous avons découvert que non seulement la poudre peut nettoyer simultanément CO et d'oxyde d'azote, mais il peut convertir le dioxyde d'azote (NO₂, un gaz nocif spécifiquement réglementé) en azote moléculaire inoffensif (N₂) et en eau à température ambiante.

Les catalyseurs de traitement des émissions d'oxyde d'azote (NOx) installés dans les véhicules diesel modernes ne fonctionnent qu'à des températures d'échappement supérieures à 150°C. Même si votre voiture utilise un fluide additif pour réduire les émissions d'oxyde d'azote, il est peu probable qu'il fonctionne lorsque vous roulez lentement et que l'échappement est plus froid. C'est à ce moment-là que les véhicules émettent le plus de NO₂ - souvent dans les embouteillages où l'air le plus pollué peut s'accumuler.

Lorsque le réseau électrique sera décarboné et suffisamment robuste pour charger des millions de véhicules électriques, les convertisseurs catalytiques capables d'éliminer les oxydes d'azote pourront encore être importants. Par exemple, le gaz naturel utilisé comme combustible dans les fours industriels est susceptible d'être remplacé par de l'hydrogène.

Contrairement aux bus et aux voitures fonctionnant à l'hydrogène, qui produisent de l'énergie via une réaction dans une pile à combustible, les applications plus importantes, telles que les fours dans les aciéries, brûleront directement le combustible hydrogène. Cette combustion à haute température transformera l'azote moléculaire présent dans l'air en oxyde d'azote polluant, qu'il faudra éliminer.

C'est pourquoi nous sommes ravis de développer un prototype de convertisseur d'émissions qui peut fonctionner dans la plupart des situations, avec la possibilité de réduire radicalement les émissions toxiques des moteurs à combustion et d'autres sources à l'avenir.

Alexander James, Chargé de recherche en chimie atmosphérique, Université de Leeds

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire le article original.

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