Le réacteur, mis au point par des chercheurs de l'Université de Cambridge, fonctionne à l'énergie solaire et pourrait constituer une alternative plus économique et durable aux méthodes de recyclage actuelles basées sur des procédés chimiques. L'équipe affirme que sa méthode permettrait de créer un système circulaire où un flux de déchets contribue au traitement d'un autre. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Joule.
La production mondiale de plastique dépasse les 400 millions de tonnes par an, mais seulement 18 % est recyclée. Le reste est incinéré, enfoui dans des décharges ou finit par polluer les écosystèmes. Des chercheurs affirment que leur méthode, appelée photoformation d'acide à l'énergie solaire, pourrait contribuer à endiguer l'accumulation croissante de déchets plastiques à l'échelle mondiale.
Les scientifiques ont conçu un photocatalyseur suffisamment résistant pour supporter les effets hautement corrosifs de l'acide, tout en utilisant l'acide présent dans les batteries de voitures usagées, qui est généralement neutralisé et jeté.
« La découverte était presque fortuite », a déclaré le professeur Erwin Reisner du département de chimie Yusuf Hamied de Cambridge, qui a dirigé les recherches. « Nous pensions auparavant que l'acide était totalement exclu dans ces systèmes solaires, car il dissoudrait tout. Mais notre catalyseur, lui, ne l'a pas fait, et soudain, tout un nouveau monde de réactions s'est ouvert à nous. »
« On utilise depuis longtemps les acides pour décomposer les plastiques, mais nous n’avions jamais disposé d’un photocatalyseur bon marché et adaptable à grande échelle capable de leur résister », explique Kay Kwarteng, doctorante au sein du groupe de recherche de Reisner et auteure principale de l’étude. « Une fois ce problème résolu, les avantages de ce système sont devenus évidents. »
La méthode mise au point par Kwarteng, Reisner et leurs collègues consiste à traiter les déchets plastiques avec de l'acide de batterie, ce qui décompose les longues chaînes polymères en composés chimiques tels que l'éthylène glycol. Un photocatalyseur convertit ensuite ces composés en hydrogène et en acide acétique (principal composant du vinaigre) sous l'effet de la lumière solaire.
Lors d'essais en laboratoire, le réacteur a produit d'importantes quantités d'hydrogène et d'acide acétique avec une sélectivité élevée. De plus, il a fonctionné pendant plus de 260 heures sans aucune perte de performance.
Cette approche est applicable à de nombreux types de déchets plastiques, y compris ceux actuellement difficiles à recycler, comme le nylon et le polyuréthane. Elle représente une avancée significative par rapport aux technologies de recyclage actuelles, principalement limitées au PET.
Ce système fonctionne non seulement avec de l'acide neuf de qualité laboratoire, mais aussi avec l'acide récupéré des batteries automobiles, qui contiennent entre 20 % et 40 % d'acide. Ces batteries sont remplacées en grande quantité chaque année dans le monde entier. Bien que le plomb soit généralement récupéré pour être réutilisé, l'acide génère des déchets supplémentaires après neutralisation.
« C’est une ressource inexploitée », a déclaré Kwarteng. « Si nous parvenons à récupérer l’acide avant de le neutraliser, nous pouvons le réutiliser indéfiniment pour décomposer les plastiques. C’est une solution gagnant-gagnant, car nous évitons l’impact environnemental de la neutralisation de l’acide et l’utilisons pour produire de l’hydrogène propre. »
Les chercheurs soulignent que leur méthode pourrait réduire les coûts d’un facteur dix par rapport aux autres approches de photoformage, principalement parce que l’acide permet une production accrue d’hydrogène et peut être réutilisé au lieu d’être consommé.
Bien que des défis subsistent, comme la conception de réacteurs capables de résister à des conditions corrosives, Kwarteng affirme que le principe chimique est solide. « Ces acides sont déjà manipulés en toute sécurité dans l'industrie. La question est désormais d'ordre ingénierie : comment construire des réacteurs fonctionnant en continu et capables de traiter de véritables déchets ? »
Les chercheurs soulignent que cette méthode ne remplacera pas le recyclage conventionnel, mais qu'elle peut le compléter en traitant les plastiques contaminés ou mélangés qui, à l'heure actuelle, ne disposent pas de filière de réutilisation viable.
« Nous ne prétendons pas résoudre le problème mondial de la pollution plastique », a déclaré Reisner. « Mais cela démontre comment les déchets peuvent être transformés en ressources. Le fait de pouvoir valoriser les déchets plastiques grâce à l'énergie solaire et à l'acide provenant de piles usagées fait de ce procédé une option très prometteuse. »
L'équipe prévoit de commercialiser cette technologie avec le soutien de Cambridge Enterprise, le pôle d'innovation de l'université, et un financement d'UKRI. Ces recherches ont également bénéficié du soutien de plusieurs institutions académiques et scientifiques britanniques.
Référence :
Papa K. Kwarteng et al. « Reformage solaire des plastiques par dépolymérisation catalysée par acide ». Joule (2026). DOI : 10.1016/j.joule.2026.102347
