Ce matériau négatif en carbone se puise directement dans l’eau de mer

L’électrolyse de l’eau de mer permet de produire de l’hydrogène et de stocker du dioxyde de carbone (CO₂), le tout de manière durable. Mais pourquoi s’arrêter en si bon chemin ? Les sous-produits minéraux de cette réaction électrochimique pourraient, en plus de piéger le carbone, servir dans la fabrication de futurs matériaux de construction. Quand on sait que l’eau de mer recouvre environ 70 % de la surface de la Terre, la manne promet d’être titanesque… Reste que le processus varie énormément selon les conditions appliquées au système (voltage, densité de courant, etc.). Des chercheurs de l’université Northwestern, à Evanston (Illinois, États-Unis), ont pris sur eux de tester un maximum d’associations de paramètres dans le but d’extraire les conditions offrant un rendement optimal de minéraux avec la bonne composition chimique. Le résultat de leur labeur est paru le 18 mars 2025 dans le journal Advanced Sustainable Systems.

Injecter du carbone pour mieux le stocker

Le processus mis au point par les scientifiques de l’université Northwestern démarre par l’insertion d’électrodes dans de l’eau de mer. L’application d’un courant électrique a alors pour effet de séparer les molécules d’eau en hydrogène gazeux et ions hydroxyde. Pendant ce temps, l’équipe de recherche s’évertue à injecter du CO₂ gazeux dans la solution aqueuse. Ce changement de composition de l’eau entraîne une augmentation de la concentration en ions bicarbonate. Ces derniers ainsi que les ions hydroxyde réagissent ensuite avec d’autres ions dissous présents naturellement dans ce milieu – le calcium (Ca) et le magnésium (Mg). En s’associant, les ions précipitent et forment des minéraux solides, comme l’hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂) et le carbonate de calcium (CaCO₃).

L’ensemble de l’opération rappelle la manière dont les coraux et les mollusques fabriquent leur coquille, si ce n’est que l’énergie électrique est remplacée par l’énergie métabolique dans leur cas. Le matériau précipité lors de l’expérience peut contenir plus de la moitié de sa masse sous forme de CO₂ piégé. Mais tout dépend de sa composition, qui elle-même dépend des conditions appliquées au cours du processus. Heureusement, les chercheurs américains ont mâché le travail et déterminé celles menant au maximum de matériau avec une capacité de stockage maximale. À l’avenir, ces dépôts électrochimiques pourraient remplacer le sable et/ou le gravier dans la confection du béton (soit 60 à 70 % de ce matériau), mais aussi participer à la fabrication de ciment, de plâtre et de peinture – toujours dans le domaine de la construction.