Bien que l’utilisation de sources de carbone fossile — pétrole, gaz et charbon — ait permis le développement rapide de notre société actuelle, elle a instauré une économie linéaire du carbone, dans laquelle les activités humaines consistent à extraire du carbone du sous-sol pour le relâcher dans l’atmosphère sous forme de CO2. Atteindre la neutralité carbone impose de développer une économie circulaire du carbone pour les secteurs économiques où le carbone restera un acteur essentiel, tels que le transport longue distance (carburants liquides carbonés) et l’industrie chimique. Par exemple, les carburants synthétiques (e-fuels dérivés de l’électricité et carburants solaires dérivés de la lumière solaire) constituent une alternative prometteuse aux carburants fossiles : ils présentent la plus haute densité énergétique parmi tous les systèmes de stockage d’énergie, peuvent être conservés sur de longues périodes, et s’appuient sur les infrastructures existantes de stockage, de distribution et d’utilisation. Bien que les technologies actuelles de conversion du CO₂ recyclent moins de 1 % des émissions anthropiques, la législation européenne la plus récente a tracé la voie pour l’introduction des e-fuels dans l’aviation à partir de 2030. Les questions scientifiques fondamentales et les défis technologiques consistent à parvenir à une conversion efficace du CO₂ — une molécule cinétiquement et thermodynamiquement très stable — en produits de valeur, en utilisant des sources d’énergie bas carbone telles que la lumière solaire et l’électricité. Le projet actuel vise à relever plusieurs défis clés inhérents à la conversion du CO₂, notamment : maximiser l’incorporation du carbone et des électrons dans la production d’e-fuels, exploiter l’ensemble du spectre solaire pour transformer le CO₂ en carburants solaires, permettre la formation de structures moléculaires complexes à partir du CO₂, et mettre en lumière de nouvelles voies réactionnelles du CO₂ utilisant des modes d’activation non conventionnels.

Fabrice ODOBEL

CEISAM
Nantes Université
Porteur du projet

Marc ROBERT

Institut Parisien de Chimie Moléculaire (IPCM)
Sorbonne Université