Une équipe de scientifiques de l'EPFL, dirigée par Kumar Varoon Agrawal, a créé des membranes de graphène révolutionnaires pour la capture du carbone. Elles intègrent de l'azote pyridinique aux bords des pores du graphène. Nature Energy a rapporté que ces membranes présentent une efficacité de liaison du CO2 améliorée et des facteurs de séparation impressionnants. Elles sont également prometteuses pour une réduction plus durable et plus rentable des émissions de carbone industrielles.
À partir de films de graphène monocouches synthétisés par dépôt chimique en phase vapeur sur une feuille de cuivre, l'équipe a introduit des pores par oxydation contrôlée à l'ozone. Elle a ensuite traité le graphène oxydé à l'ammoniac à température ambiante pour intégrer les atomes d'azote.
Cette innovation pourrait réduire considérablement les coûts et les besoins énergétiques des procédés de captage du carbone. Elle promet également une solution plus durable et plus économique pour réduire les émissions de carbone industrielles.
La spectroscopie photoélectronique à rayons X et la microscopie à effet tunnel ont confirmé l'incorporation réussie d'azote pyridinique, ce qui a renforcé la liaison du CO₂ sur les pores du graphène. Les nouvelles membranes ont présenté un facteur de séparation CO₂/N₂ impressionnant, atteignant une moyenne de 2 pour les flux gazeux à 2 % de CO₂ et de plus de 2 53 pour les flux à 20 % de CO₂, grâce à une liaison améliorée du CO₂.
L'évolutivité a été démontrée par la production de membranes hautes performances à l'échelle centimétrique, ouvrant la voie au déploiement industriel.
