À mon avis, la conversion catalytique et solaire du dioxyde de carbone en méthanol, acide formique, etc. est beaucoup plus intéressante et prometteuse, mais depuis qu'Enrico a demandé la conversion du dioxyde de carbone en carbone lui-même:

Le groupe autour de Yutaka Tamaura était / est actif dans ce domaine. Dans l'une de leurs publications antérieures, ^[1] ils ont chauffé de la magnétite ($ \ ce {Fe3O4} $) à 290 ° C pendant 4 heures dans un courant d'hydrogène pour donner un matériau qui s'est avéré être stable à température ambiante sous azote . Ce matériau, $ \ ce {Fe_ {3+ \ delta} O4} $ $ (\ delta = 0.127) $, c'est-à-dire la magnétite métastable en excès de cations est capable d'incorporer de l'oxygène sous forme de $ \ ce {O ^ 2- } $.

Sous une atmosphère $ \ ce {CO2} $, le matériau pauvre en oxygène s'est converti en $ \ ce {Fe3O4} $ "ordinaire" avec du carbone déposé à la surface .

Cette réaction remarquable n'est cependant pas catalytique , mais une brève recherche a montré que les auteurs ont publié un peu plus dans ce domaine. Peut-être que quelqu'un d'autre trouve un rapport sur une conversion catalytique parmi leurs publications.

1. Tamaura, Y .; Tahata, M. Réduction complète du dioxyde de carbone en carbone à l'aide de magnétite à excès de cations. Nature 1990, 346 (6281), 255–256. DOI: 10.1038 / 346255a0.

L'électrolyse des carbonates en milieu anhydre peut produire soit $ \ ce {CO + O_2} $ soit $ \ ce {C + O_2} $, ^[ref] selon les conditions. Une base, restant dans un liquide électrolysé, peut alors capter le dioxyde de carbone d'autres sources et être recirculé.

Référence: L. Massot, P. Chamelot, F. Bouyer, P. Taxil ; Electrodéposition de films de carbone à partir d'un milieu de fluorure alcalin fondu. Electrochimica Acta , 2002 , 47 (12), 1949-1957. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(02)00047-6

Puisque l'atome de carbone est lié à deux atomes d'oxygène par des doubles liaisons, il faut généralement fournir plus d'énergie pour le séparer. Environ 94 kcal d'énergie sont nécessaires par mole de $ \ ce {CO2} $ (environ 44 g). Cet apport d'énergie pourrait provenir de n'importe quelle source, mais la principale source de conversion est la photosynthèse utilisant l'énergie solaire qui est très bien connue par la célèbre équation:

$ \ ce {6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2 } $

Mais en fait, il existe une machine construite par les chercheurs de Sandia, connue sous le nom de récupérateur de réacteur récepteur à anneau à contre-rotation (CR5), qui utilise l'énergie solaire pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en monoxyde de carbone, l'eau , de l'hydrogène et de l'oxygène à une température d'environ 1500 ° C à l'aide d'un concentrateur solaire. L'oxyde de fer agit comme un extracteur d'oxygène de $ \ ce {CO2} $ formant $ \ ce {CO} $. Mais l'objectif principal de cette méthode est de produire du carburant et non du carbone . Mais cela prendra au moins 15 à 20 ans pour entrer en service car seul le prototype de cette machine a été inventé et testé.

Utilisation Exploitez le fait que la combustion du magnésium continue de brûler dans une atmosphère de dioxyde de carbone. $$ {\ ce {Mg}} + \ color {\ red} {\ ce {CO2}} \ to \ ce {MgO} + \ color {\ red} {\ ce {C}} $$

Vous pouvez maintenant électrolyser votre mélange:

$$ \ ce {MgO} + \ ce {H2O} \ to \ ce {Mg (OH) 2} $$

$$ \ ce {4OH -} \ to \ color {\ red} {\ ce {O2}} + \ ce {2H2O} + \ ce {4e -} $$

$ \ ce {CO2} $ en $ \ ce {CO + O2} $ est plus facile mais vous avez besoin d'un catalyseur et environ 1500C

http://www.rsc.org/ chemistryworld / news / 2008 / janvier / 03010801.asp

En bref:
Fe3O2 est chauffé à 1500C en chassant l'oxygène. Le FeO résultant est déplacé vers la chambre à CO2 où il absorbe l'oxygène du CO2. Le résultat est CO et Fe3O2 refroidi. Répétitions du cycle.

La configuration électronique de carbon est $ \ ce {1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 2} $. Ainsi, un atome de carbone nécessite 4 électrons pour compléter son orbitale la plus externe. La configuration électronique de l'oxygène est $ \ ce {1s ^ 2 2s ^ 2 2p ^ 4} $ donc un atome d'oxygène a besoin de 2 électrons pour compléter sa configuration d'octets.

Ainsi, deux atomes d'oxygène et 1 atome de carbone forment une double liaison entre eux, donc plus d'énergie est nécessaire pour rompre cette liaison. De cette façon, $ \ ce {CO2} $ est formé.

Pour reconvertir $ \ ce {CO2} $ en atomes de carbone et d'oxygène, $ \ ce {CO2} $ devrait être chauffé à presque $ \ pu {298 K} $ afin que le carbone devienne gazeux et l'oxygène devienne partie de l'air.

Modifier à partir d'une autre réponse supprimée:

Si $ \ ce {CO2} $ peut être produit en combinant $ \ ce {C} $ et $ \ ce {O2} $ en présence d'air; alors inversement $ \ ce {CO2} $ peut être séparé de $ \ ce {C} $ et $ \ ce {O2} $ en chauffant $ \ ce {CO2} $ à presque cette température ce qui est impossible pour $ \ ce {CO2 } $ pour absorber la chaleur.