10/04/2012 - Capture et transformation des émissions polluantes en énergie

Menéame

L’Institut de recherche sur les matériaux (IIM) de Mexico (UNAM) synthétise des matériaux céramiques qui permettent de capturer des gaz polluants (dioxyde de carbone, CO2) pour être transformés à nouveau en combustibles éthanol ou méthane.

Avec la capture en céramique, on produit du carbonate, qui est à l’état solide. À partir de ce matériel, le groupe de chercheurs qui dirige Pfeiffer commence à travailler sur la façon de le transformer à nouveau en quelque sorte de carburant: alcool ou acahuète. Elles seraient utilisées dans des lieux fixes, au niveau industriel.

La capture de gaz serait possible, par exemple, dans les cimenteries et dans l’industrie électrique, entre autres, où la production d’électricité demande une consommation élevée de combustibles fossiles et des émissions importantes de CO2. Pas sur un système mobile, il faudrait apporter une caravane arrière avec le matériel de capture.

"Ils se développent membranes pour attraper le CO2 qui émettent les industries et travaille à leur éventuelle transformation en produits à valeur ajoutée" a précisé Pfeiffer Perea, après référence que structure laminaire, type sandwich ou mille feuilles de feuillet, permet de capturer le bioxyde de carbone, l’un des gaz à effet de serre qui contribue le plus au réchauffement de la planète et affecte son climat au niveau global. Il est connu sous le nom d’hydrothalcite ou d’argiles anioniques.

Dans l’IIM, dit Pfeiffer Perea, "nous essayons de capturer le CO2 entre les couches qui génèrent sa structure laminaire. Capturer du gaz dans un matériau solide est une option face à la problématique environnementale par l’effet de serre. Toutefois, d’autres solutions sont envisagées dans le monde entier. Par exemple, dans des sources d’énergie telles que l’éolien, l’hydraulique, le nucléaire et le solaire."

La technique est basée sur l’utilisation de la technologie physique comme chimie. Certains proposent de le faire et de le stocker, puis de l’utiliser comme gaz d’injection dans les puits de pétrole. D’autres encore, l’injecter dans les sous-sols marins, ce qui pourrait causer des déséquilibres dans cet écosystème.

Aussi, l’attraper et le convertir chimiquement en produits à valeur ajoutée. Pfeiffer Perea est de cette idée: capturer le bioxyde de carbone produit en grandes quantités par diverses industries, puis, par des réactions chimiques, produire du combustible.

Étant donné qu’ils sont "le plus prometteur qui existe," l’université travaille dans différentes céramiques. Ces gaz et à effet de serre, a-t-il commenté, ont une affinité très forte. Les molécules du CO2 étant très acides, elles sont apparentées à l’alcalidité des céramiques. La réaction chimique entre eux est très simple.

Un autre avantage est qu’au niveau industriel, il est plus facile de travailler avec des solides comme les céramiques que avec des liquides comme les solutions à base de composés organiques de type amines.

De même, la capture de CO2 en céramique est normalement effectuée à une température élevée. "Nous avons des matériaux qui le font entre 200 et 700 degrés Celsius. Elles sont très appropriées, car les gaz de combustion (par exemple, les gaz d’essence) sont émis à une température de 400 à 500 degrés Celsius.

Contrairement aux polymères ou aux amines (il faut d’abord refroidir le gaz pour l’attraper), les céramiques permettent de profiter de la température qu’apporte le gaz de combustion.

En plus des matériaux hydrothalcite, Pfeiffer Perea travaille avec des silicates, des aluminates, des cupratos et des zirconates d’éléments alcalins. Ce sont des matériaux denses qui attrapent le bioxyde de carbone par chimisorisation: le CO2 réagit chimiquement avec les céramiques.

La chimie est un avantage, parce que le bioxyde de carbone capturé dans la céramique n’est plus gazeux, il devient partie intégrante du solide et son confinement peut être plus simple.

En revanche, le processus d’abrasion avec les polymères est une interaction physique, électrostatique, parce que le CO2 ne cesse de l’être et le polymère continue également comme lui-même.

L’un des matériaux céramiques les plus prometteurs avec lesquels l’université travaille est le aluminate de cinq lithiums, qui a synthétisé, caractérisé et découvert, "par chance" est favorable à la capture de gaz.

Selon la littérature mondiale, cette céramique et l’oxyde de calcium "sont les deux matériaux qui ont théoriquement la plus grande capacité de capture du bioxyde de carbone."

Pour l’expert, l’aluminate est très prometteur; il est stable, avec une bonne capture. Au niveau expérimental, l’UNAM a réalisé des gains d’efficacité de l’ordre de 70 à 75 pour cent.

Dans les tests de cyclabilité pour voir si l’efficacité est maintenue, il a été observé qu’avec le temps, on perd un peu; cependant, après 20 cycles de chimisation, à la fin, l’efficacité reste beaucoup plus grande que n’importe quelle autre de celles déclarées.

"Au niveau mondial, dans l’intervalle de températures élevées, l’aluminate et l’oxyde de calcium sont les deux meilleurs composés qui existent pour la capture de CO2 aujourd'hui."

À cette fin, le Conseil national de la science et de la technologie et le Secrétariat à l’énergie soutiennent sa proposition de durabilité. Ils travaillent sur l’un des quatre grands projets que SENER-CONACYT a donnés à l’UNAM.

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