Des chercheurs chinois ont créé un catalyseur qui transforme les eaux usées en urée, le composant clé des engrais, tout en triplant le taux de production par rapport aux méthodes existantes. Cette avancée, rapportée par une équipe de l'Institut de chimie physique de Dalian, pourrait remodeler la façon dont l'un des produits chimiques les plus utilisés au monde est fabriqué.
Un catalyseur qui fonctionne avec de l'eau polluée
Le nouveau catalyseur est fabriqué à partir de nickel et de molybdène, deux métaux relativement courants. Il fonctionne en déclenchant une réaction chimique qui combine l'azote des eaux usées avec le dioxyde de carbone pour former de l'urée. Contrairement aux procédés classiques qui nécessitent de l'eau hautement purifiée ainsi qu'une chaleur et une pression extrêmes, ce catalyseur opère dans des conditions plus douces et tolère les impuretés présentes dans les eaux usées industrielles. L'équipe a rapporté que le catalyseur a atteint un taux de production d'urée trois fois supérieur aux meilleures tentatives précédentes.
Pourquoi les communautés locales et les agriculteurs devraient y prêter attention
L'urée est un composé riche en azote utilisé dans environ la moitié des engrais mondiaux. Les méthodes de production actuelles reposent sur le procédé Haber-Bosch, qui consomme de grandes quantités d'énergie et émet des gaz à effet de serre importants. La nouvelle approche, testée dans des laboratoires à Dalian, en Chine, offre un moyen de produire de l'urée à partir de flux de déchets plutôt qu'à partir de gaz naturel. Pour les communautés locales près des usines industrielles, cela pourrait signifier moins de pollution et une source d'engrais moins chère. Les agriculteurs, confrontés à la hausse des coûts des intrants agricoles, pourraient bénéficier d'une chaîne d'approvisionnement plus durable.
Ce que la recherche a réellement montré
Les scientifiques ont construit un réacteur qui alimentait des eaux usées contenant des composés de nitrate et de nitrite, polluants courants des usines et des fermes, sur le catalyseur nickel-molybdène. Ils ont ensuite introduit du dioxyde de carbone et appliqué un courant électrique. Le catalyseur a converti sélectivement les composés azotés en urée avec une haute efficacité. Le processus a fonctionné en continu pendant plus de 100 heures sans perte de performance, ce qui suggère qu'il pourrait être étendu à une utilisation industrielle. Les résultats ont été publiés dans une revue à comité de lecture.
Ce travail en est encore au stade du laboratoire. Passer à l'échelle commerciale nécessitera davantage d'ingénierie et de tests. Mais la découverte fondamentale, un catalyseur qui triple la production d'urée tout en utilisant de l'eau sale comme matière première, pointe vers un avenir où les déchets deviennent une ressource plutôt qu'un problème.
