Capturer le carbone


Michael Katz est professeur adjoint en chimie à l’Université Memorial de Terre-Neuve. Son programme de recherche porte notamment sur l’étude des matériaux poreux pouvant capter et séparer le dioxyde de carbone (CO2) et d’autres molécules qui contribuent aux changements climatiques. En mai dernier, M. Katz et son groupe de recherche ont obtenu un financement de plus d’un demi-million de dollars par l’intermédiaire de Petroleum Research Newfoundland & Labrador (PRNL) pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le secteur pétrolier et gazier en mer.

Depuis 2015, M. Katz étudie à l’Université Memorial ces matériaux qui portent le nom de cadres organométalliques (MOF). Or, il y a six mois, il a endossé un nouveau rôle bien plus important : celui de père.

Le fait d’avoir un enfant a jeté une toute nouvelle lumière sur l’importance de ses recherches.

« J’ai maintenant une fille et, idéalement, elle va vivre jusqu’à 120 ans. L’environnement a le temps de changer beaucoup d’ici là. D’un point de vue purement égoïste, je veux m’assurer qu’on le modifie le moins possible », a souligné M. Katz lors d’une entrevue.

Le financement de cette recherche a été rendu possible grâce à PRNL dans le cadre d’un programme extracôtier de recherche, de développement et de démonstration de réduction des émissions de Ressources naturelles Canada (RNCan). PRNL est le principal organisateur de la recherche, du développement technologique et de l’innovation pour le secteur pétrolier et gazier extracôtier du Canada.

Le présent projet porte sur les matériaux poreux, ou cadres organométalliques (MOF), et leur capacité potentielle à séparer le dioxyde de carbone des gaz d’échappement. De concert avec les chercheurs et l’équipe des services techniques de l’Université Memorial, M. Katz s’efforce de trouver un moyen de tisser ces matériaux pour en faire un polymère ou une membrane qui pourrait s’intégrer aux systèmes d’échappement de l’industrie pétrolière et gazière en mer.

Il propose la comparaison suivante pour expliquer la chimie qui sous-tend cette invention : « C’est un peu comme un appareil trieur de monnaie dans lequel vous mettez toutes vos pièces et vous secouez pour les trier. En gros, l’air est composé d’un tas de pièces de tailles différentes. L’azote est une pièce de cinq cents, le CO2 est une pièce de dix cents, le méthane est une pièce de vingt-cinq cents et ainsi de suite. »

Une invention fortuite

C’est pour ainsi dire sans le faire exprès que M. Katz a fait cette découverte, alors qu’il travaillait à un autre projet qui avait déjà bénéficié du soutien du réseau Springboard et de nos membres du bureau du transfert de technologie et de la commercialisation (le TTCO).

En effet, c’est alors qu’il menait à bien ce projet sur les molécules d’azote qu’il s’est rendu compte que le NO2 ne « s’intégrait » pas tout à fait au matériau. Avec l’aide de son équipe de recherche, composée cet été d’une douzaine d’étudiants de premier cycle et de cycles supérieurs, M. Katz a donc abordé le problème sous un nouvel angle.

« J’étais à l’Université Mount Allison et j’assistais à un exposé donné dans le cadre de la conférence Science Atlantic ChemCon, et j’ai eu un déclic. J’ai envoyé un message à l’un de mes étudiants pour qu’il modifie un élément de ses analyses. À ce stade, l’équipe avait déjà réalisé environ 300 tests, puis ô surprise : de nouveaux résultats! Toutefois, ces résultats n’étaient pas tout à fait ceux auxquels nous nous attendions. Le matériau ne semblait adsorber que le CO2, et exclure à merveille les gaz de plus grosse taille. »

Le soutien aux écosystèmes

Pour aider à amener cette recherche au point où elle en est aujourd’hui, M. Katz a travaillé en étroite collaboration avec Kara Strickland, l’une de nos membres au TTCO de l’Université Memorial. Celle-ci lui a suggéré d’inscrire sa recherche sur le NO2 au programme Lab2Market Oceans.

« Il s’agissait entre autres d’évaluer si le marché pourrait s’intéresser à cette question, ce qui nous a amenés à réfléchir davantage à la recherche d’une solution pour l’adsorption des gaz d’échappement. C’est ce qui rend la chimie, comme toutes les sciences d’ailleurs, si remarquable : on peut se concentrer sur un projet et en réaliser un autre en parallèle, sans pourtant se rendre compte qu’ils pourraient être liés. La plupart du temps, les bonnes idées sont le fruit d’un heureux hasard. »

En faisant appel au réseau Springboard, M. Katz a pu faire progresser cette idée fortuite et obtenir du financement auprès de PRNL.

« Le réseau Springboard est nécessaire au Canada atlantique. Il nous permet de trouver un moyen de créer des entreprises et des organisations ici même dans la région. Les chercheurs ne manquent pas d’idées, mais ils ne pourraient pas les développer et les concrétiser si personne n’était là pour trouver des moyens de faire le pont avec l’industrie. »

L’avenir

Le groupe de recherche de M. Katz a prouvé que son matériau pouvait adsorber et filtrer le CO2 des gaz d’échappement en laboratoire et sur le plan moléculaire avec efficacité. L’équipe tente maintenant de déterminer comment il serait possible d’intégrer ce matériau dans un véritable dispositif de filtrage.

De plus, M. Katz est d’avis que cette découverte pourrait fort bien s’allier à des recherches semblables sur la capture du CO2 déjà menées dans tout le pays. Il sait que la technologie d’adsorption des gaz offre de nombreuses possibilités aux industries qui cherchent à réduire leur empreinte carbone et, selon lui, cette technologie pourrait avoir une réelle incidence grâce à des efforts de collaboration.

À la fin de l’année, son équipe et lui espèrent avoir en main un produit ou un processus fini qu’ils pourraient présenter à un partenaire de l’industrie, ou alors lancer une entreprise en démarrage.

« Quelques-uns de mes étudiants sont très motivés de pousser l’idée encore plus loin », affirme-t-il.

« On ne sait jamais quelle solution est susceptible de réduire notre incidence sur l’environnement. Mais si nous pouvons capturer une partie du CO2 avant qu’il n’entre dans l’environnement, il est possible que dans 120 ans, ma fille puisse se dire : “on dirait bien que c’est moins catastrophique que ce qu’ils pensaient!” ».

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