Le plasma micro-onde en tourbillon, c'est comme un mixeur de cuisine qui chauffe et mélange le gaz simultanément. Dans le réacteur, le gaz est mis en rotation, et les micro-ondes le portent à des milliers de degrés, brisant les molécules de dioxyde de carbone. Les scientifiques ont créé un modèle informatique d'un tel réacteur pour comprendre comment la pression influence le processus.
À une pression de 150 mbar (environ 7 fois moins que la pression atmosphérique), la décomposition du CO₂ atteint son maximum. Mais si l'on augmente la pression à 400 mbar, l'efficacité chute de plus de moitié. La raison réside dans la course entre deux processus : la décomposition du CO₂ en monoxyde de carbone et en oxygène, et la réaction inverse qui réassemble le CO₂ à partir de ces fragments. À haute pression, les molécules entrent plus souvent en collision, et la réaction inverse l'emporte.
Le modèle a montré que le tourbillon ne se contente pas de maintenir le plasma, mais ramène également une partie du gaz dans la zone chaude, lui donnant une seconde chance de se décomposer. Cependant, près de la paroi supérieure du réacteur, le gaz se refroidit trop lentement, et le CO a le temps de se retransformer en CO₂. À 400 mbar, cette perte devient critique : plus de 60 % du CO formé est perdu.
Les scientifiques savent désormais exactement où et pourquoi le produit est perdu, et peuvent modifier la conception du réacteur pour refroidir le gaz plus rapidement et conserver davantage de CO. C'est un pas vers l'utilisation pratique du plasma pour le recyclage du CO₂.
À la pression optimale de 150 mbar, la température au cœur du plasma atteint plusieurs milliers de degrés — plus chaude que la surface du Soleil, mais le gaz ne fait pas fondre les parois du réacteur grâce au tourbillon qui maintient le plasma au centre.