Un matériau à base de porphyrines pour réduire l’effet de serre

Une équipe de chercheurs de la Faculté de Sciences et Technologie de l’Université de Coimbra (Portugal) veut développer de nouvelles molécules capables d’adsorber le dioxyde de carbone et le méthane.

En effet, réduire les émissions de ces deux gaz, qui figurent parmi les principaux acteurs du réchauffement climatique, est un enjeu majeur. Toutefois, si la solution la plus médiatisée consiste à stocker le CO2 dans des réservoirs géologiques, le professeur Abilio Sobral pense que le défi n’est plus aujourd’hui d’isoler ces gaz mais de les transformer en produits à valeur ajoutée.

C’est dans cette optique qu’il s’est intéressé aux porphyrines, des molécules organiques très répandues dans le monde vivant, que l’on retrouve au cœur de l’hémoglobine et sous forme de chlorophylles.

Entre les mains des scientifiques ces porphyrines pourraient devenir les constituants de nouveaux matériaux multiporeux qui, placés à la sortie des cheminées industrielles, piègeraient les gaz à effet de serre. Ces derniers seraient alors transformés en méthanol (utilisable pour la production de biocarburant), en acide formique (destiné à la fabrication de teintures, insecticides, additifs alimentaires), en  formaldéhyde (à usage de désinfectant, fixateur ou conservateur)…

C’est la structure du matériau qui va rendre possibles ces mécanismes de piégeage et de conversion. En effet, les porphyrines seront liées à deux métaux, l’un permettant l’assemblage des molécules entre elles, l’autre assurant la fonction de catalyse. Les vides créés entre les blocs poprhyrine-métal emprisonneront les gaz de telle façon qu’ils soient amenés à subir les réactions chimiques nécessaires à leurs transformations.

Mais comment construire de tels matériaux ?

Pour répondre à cette question, l’équipe du professeur Sobral veut tout d’abord créer de nouvelles porphyrines, plus robustes et faciles à synthétiser. Et c’est justement dans la définition de ces voies de synthèse que se situe le principal challenge du projet.

« Nous pouvons créer toutes sortes de porphyrines » commente A. Sobral « mais le problème ici est de parvenir au bon équilibre entre efficacité et coût de production, car notre solution doit s’inscrire dans une réalité industrielle ».

Il existe alors deux possibilités pour fabriquer de nouvelles porphyrines : partir de zéro ou bien d’une molécule naturelle, qui subira des modifications. « Je pense que nous arriverons à une solution mêlant ces deux options » affirme A . Sobral. « La décision sera probablement prise d’ici la fin de l’année. Pour y parvenir, nous allons commencer par travailler sur des porphyrines symétriques, ce qui implique un procédé assez simple (en un ou deux temps), puis sur des porphyrines non symétriques, une démarche plus complexe qui peut exiger jusqu’à 20 étapes ».

Les chercheurs de Coimbra sont au commencement d’une démarche expérimentale qui pourrait amener un bouleversement des pratiques de lutte contre le réchauffement climatique, en ajoutant à la capture des gaz à effet de serre la possibilité de les recycler et de leur donner de la valeur.