La nécessité de réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère est devenue un enjeu majeur pour l’environnement et la santé publique. Les gaz de combustion, qui sont les principaux responsables de ces émissions, peuvent être traités pour récupérer de l’hydrogène purifié grâce à l’hydrogénation du CO2. Aujourd’hui, cette opération est possible grâce à un réacteur enzymatique innovant qui utilise une hydrogénase tolérante à l’O2 et au CO et une déshydrogénase de format. Les performances de ce réacteur sont prometteuses pour une application industrielle à grande échelle.
Fonctionnement de l’hydrogénase tolérante à l’O2 et au CO
L’hydrogénase est une enzyme qui catalyse la réaction de production d’hydrogène à partir de protons et d’électrons. Cependant, la plupart des hydrogénases sont sensibles à l’oxygène et au monoxyde de carbone (CO). Cette sensibilité limite leur utilisation dans les procédés industriels. Heureusement, certaines hydrogénases sont tolérantes à l’O2 et au CO. Elles peuvent donc être utilisées pour hydrogéner le CO2 des gaz de combustion réels en format.
Ces hydrogénases tolérantes ont été isolées à partir de micro-organismes capables de résister aux conditions extrêmes telles que celles trouvées dans les sources hydrothermales. Les mécanismes moléculaires de leur tolérance ont été étudiés et compris, ce qui a permis de les utiliser dans des procédés industriels.
Les hydrogénases tolérantes à l’O2 et au CO sont donc très utiles pour la production d’hydrogène à partir de gaz de combustion réels en format, car elles peuvent fonctionner dans des conditions qui seraient toxiques pour d’autres enzymes.
Optimisation de la déshydrogénase de format
La déshydrogénase de format est une enzyme qui catalyse la réaction d’hydrogénation du CO2 en format. Cette réaction est importante car elle permet la production d’hydrogène à partir de CO2, qui est un gaz à effets de serre.
Pour optimiser la déshydrogénase de format, il est possible de modifier les conditions de réaction, telles que la température, le pH et la concentration en substrats. Cependant, ces modifications peuvent entraîner des effets indésirables tels que la dénaturation de l’enzyme ou la formation de produits secondaires.
Une autre approche consiste à utiliser des catalyseurs pour améliorer l’activité de l’enzyme. Des études ont montré que l’utilisation de nanoparticules de métaux nobles tels que le platine, le palladium ou l’or peut améliorer l’activité de la déshydrogénase de format.
Performance du réacteur enzymatique
Le réacteur enzymatique pour l’hydrogénation du CO2 des gaz de combustion réels en format est un système qui utilise les hydrogénases tolérantes à l’O2 et au CO et la déshydrogénase de format pour produire de l’hydrogène à partir de CO2.
Les performances du réacteur enzymatique dépendent de plusieurs facteurs tels que la concentration en substrats, la température, le pH et la pression. Des études ont montré que le rendement de conversion du CO2 en hydrogène peut atteindre jusqu’à 85% en utilisant un réacteur enzymatique.
Ce type de réacteur présente plusieurs avantages par rapport aux autres procédés de production d’hydrogène, tels que la production d’énergie renouvelable, la diminution des émissions de gaz à effets de serre et la production d’un produit utile.
Applications industrielles de l’hydrogénation du CO2
L’hydrogénation du CO2 des gaz de combustion réels en format est une technologie prometteuse pour la production d’hydrogène à partir de sources renouvelables. Les applications industrielles de cette technologie sont multiples, allant de la production d’énergie renouvelable à la production de produits chimiques.
Par exemple, l’hydrogène produit peut être utilisé comme carburant pour les véhicules à hydrogène, comme matière première pour la production d’ammoniac ou pour la production d’électricité via des piles à combustible.
Cette technologie peut contribuer à la réduction des émissions de gaz à effets de serre et à la transition énergétique vers des sources renouvelables.