Les scientifiques dévoilent le système de capture du carbone le moins coûteux à ce jour

Le besoin de technologie pour capter, éliminer et recycler le dioxyde de carbone augmente avec chaque CO2 molécule atteint l’atmosphère terrestre. Pour répondre à ce besoin, les scientifiques du Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique du ministère de l’Énergie ont franchi une nouvelle étape dans leurs efforts pour rendre la séquestration et la diffusion du carbone plus efficaces. Ils ont développé un nouveau système qui gère efficacement le CO2 – qui est le moins cher jusqu’à présent – et en fait l’un des produits chimiques les plus utilisés au monde : le méthanol.

Traitement du CO2 avant qu’il ne flotte dans l’air est un élément important de la réduction du réchauffement climatique. Créer des incitations pour que les grands émetteurs adoptent la technologie de capture du carbone est cependant une étape importante. Le coût élevé de la vente de la technologie a été un obstacle à long terme à son utilisation généralisée.

Les scientifiques du PNNL pensent que le méthanol peut fournir ce stimulus. Il a de nombreuses utilisations comme poison, solvant et est un ingrédient important dans les plastiques, les peintures, les matériaux de construction et les pièces automobiles. Modifications du CO2 dans des produits utiles tels que le méthanol donne aux organisations industrielles la possibilité de capter et de réutiliser leur carbone.

Le chimiste du PNNL David Heldebrant, qui dirige l’équipe de recherche à l’origine de la nouvelle technologie, compare le processus au recyclage. Tout comme nous pouvons choisir entre des articles à usage unique et recyclables, nous pouvons également recycler le carbone.

“C’est exactement ce que nous essayons de faire ici”, a déclaré Heldebrant. “Au lieu de forer du pétrole pour fabriquer ces produits chimiques, nous essayons de les fabriquer à partir de CO2 extraits de l’air ou des centrales électriques au charbon, afin qu’ils puissent être convertis en produits utiles. Vous gardez le carbone en vie, pour ainsi dire, il ne s’agit donc pas simplement de “le retirer du sol, de l’utiliser une fois et de le jeter”. Nous essayons de répéter CO2alors que nous essayons de recycler d’autres matériaux tels que le verre, l’aluminium et les plastiques. “

Comme expliqué dans l’enquête Matériaux énergétiques avancés, un nouveau système conçu pour équiper les centrales électriques au charbon, au gaz ou à la biomasse, ainsi que les cimenteries et les aciéries. Utilisant un réacteur développé par PNNL, le système capte le CO2 avant que les molécules ne soient libérées, ils les transforment en produits utiles et commercialisables.

Lire Aussi :  La montre multisport GPS Amazfit Falcon se pare de titane pour deux fois moins cher que chez Apple et Garmin

Une longue file de dominos doit tomber avant que le carbone puisse être complètement éliminé ou complètement empêché de pénétrer dans l’atmosphère terrestre. Cet effort – pour diffuser l’adoption et le transfert de technologie dans le monde – représente des premiers pas importants.

Le déploiement de cette technologie réduira les émissions, a déclaré Heldebrant. Mais cela peut également contribuer à stimuler le développement d’autres technologies de captage du carbone et à stabiliser le marché du CO2– contient du matériel. Avec un tel marché en place, le carbone capturé par la technologie éolienne proposée peut être mieux recyclé en produits durables.

C’est un appel à une capture du carbone moins chère

En avril 2022, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat a publié son rapport sur le groupe de travail III visant à atténuer le changement climatique. Parmi les mesures proposées pour arrêter les émissions, le captage et le stockage du carbone ont été mentionnés comme un facteur nécessaire pour atteindre des émissions nettes nulles, en particulier dans les domaines difficiles à décarboner, tels que la production de métaux et de produits chimiques.

“La réduction des émissions dans l’industrie comprendra l’utilisation efficace des matériaux, la réutilisation et le recyclage des matériaux et la réduction des déchets”, a déclaré le GIEC dans un communiqué de presse publié en même temps que l’une des sections. “Pour atteindre zéro CO net2 pour produire le carbone dont la société a besoin (par exemple, les plastiques, le bois, le carburéacteur, les solvants, etc.), ” dit le rapport, ” il est important de fermer les boucles d’utilisation du carbone etdioxyde de carbone grâce à un recyclage mécanique et chimique accru.

La recherche du PNNL se concentre sur cela, conformément au Carbon Negative Shot du DOE. En utilisant une source renouvelable d’hydrogène dans la conversion, l’équipe peut produire du méthanol avec une empreinte carbone plus faible que les méthodes conventionnelles qui utilisent le gaz naturel comme matière première. Le méthanol est produit par le CO2 Le changement peut bénéficier d’incitations politiques et commerciales conçues pour encourager l’adoption de technologies de réduction du carbone.

Le méthanol est l’un des produits chimiques les plus largement produits. Il est connu sous le nom de “matériel de plate-forme”, son utilisation est diverse. En plus du méthanol, l’équipe peut convertir le CO2 le formiate (un autre produit chimique important), le méthane et d’autres substances.

Un travail important reste à faire pour développer et améliorer ce procédé, et il faudra peut-être plusieurs années avant qu’il ne soit prêt pour un déploiement commercial. Mais, a déclaré Casie Davidson, responsable de la division de la gestion du carbone et du marché des énergies fossiles du PNNL, le remplacement des produits chimiques conventionnels n’est que le début. “Les processus d’équipe intégrés ouvrent un nouveau monde de CO2 transformation chimique. Il semble que nous soyons au seuil d’un nouveau monde de technologie carbone évolutive et rentable. C’est une période très excitante.

Coûts ruinés

Les systèmes commerciaux qui captent le carbone des gaz de combustion coûtent environ 46 $ par tonne métrique de CO2, selon une analyse du DOE. L’objectif de l’équipe PNNL est de continuer à réduire les coûts en rendant le processus d’acquisition plus efficace et économiquement compétitif.

L’équipe a ramené le coût d’extraction à 47,10 $ par tonne métrique de CO2 en 2021. La nouvelle étude est décrite dans Journal de production plus propre évalue le coût de fonctionnement d’un système de méthanol utilisant différents solvants développés par PNNL, et ce chiffre est tombé à moins de 39 $ par tonne métrique de CO.2.

“Nous avons examiné trois CO2-solvants de liaison dans cette nouvelle étude », a déclaré l’ingénieur chimiste Yuan Jiang, qui a dirigé la recherche. « Nous avons découvert qu’ils absorbent 90 % du carbone qui les traverse, et ils le font à 75 % du coût des méthodes traditionnelles. technologie de manutention. »

Différentes méthodes peuvent être utilisées selon le type d’installation ou de four. Mais, quel que soit le traitement, les solvants sont importants. Dans ces systèmes, les solvants baignent dans du CO2– l’économie de la combustion des gaz avant qu’ils ne soient libérés, laissant du CO2 Les molécules sont maintenant liées dans cette eau.

Fabriquer du méthanol à partir de CO2 ce n’est pas nouveau. Mais la capacité de capter le carbone et de le convertir en méthanol dans un système à flux continu l’est. L’absorption et la conversion se sont traditionnellement produites en deux étapes distinctes, séparées par des réactions chimiques uniques et souvent incompatibles.

“Nous veillons enfin à ce qu’une seule technologie puisse effectuer les deux étapes et les faire efficacement”, a déclaré Heldebrant, ajoutant que la technologie de conversion traditionnelle nécessite beaucoup de nettoyage au CO2.2. Le nouveau système est le premier à produire du méthanol à partir de CO “sale”2.

Réduire les émissions futures

Le processus d’acquisition de CO2 et le convertir en méthanol n’est pas du CO2– négatif. Le carbone du méthanol est libéré lorsqu’il est brûlé ou haché lorsque le méthanol est converti en produits à longue durée de vie. Mais cette technologie “prépare le terrain”, a déclaré Heldebrant, pour le rôle important de garder le carbone enfermé dans les matériaux et hors de l’atmosphère.

D’autres matériaux ciblés comprennent les polyuréthanes, que l’on trouve dans les adhésifs, les tissus et les mousses de protection, et les polyesters, qui sont largement utilisés dans les tissus textiles. Une fois que les chercheurs ont terminé la chimie derrière la conversion du CO2 dans les choses qui le maintiennent hors de l’air des conditions météorologiques, un vaste réseau de systèmes de manutention peut être préparé pour de tels événements.

Au lieu des cheminées d’aujourd’hui, Heldebrant voit du CO2 structures construites dans ou à proximité de centrales électriques, où le CO2– les produits d’équipement peuvent être fabriqués sur place. “Nous sommes à un tournant”, ont écrit Heldebrant et d’autres auteurs dans un article publié dans la revue. sciences chimiques“Où nous pouvons continuer à utiliser l’infrastructure monolithique de capture et de conversion du 20e siècle ou nous pouvons commencer la transition vers un nouveau paradigme du 21e siècle de technologies intégrées de capture et de conversion du carbone à base solide.”

Cette technologie est disponible sous licence. Veuillez contacter Sara Hunt, responsable marketing PNNL, pour plus d’informations.

Ce travail a été soutenu par le Fonds de commercialisation des technologies du Département de l’énergie, le Bureau de l’énergie fossile et de la gestion du carbone et Southern California Gas. Une partie du travail effectué à l’EMSL, le Laboratoire des sciences environnementales moléculaires, est une installation utilisateur pour le Bureau des sciences du DOE au PNNL.

Source

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Articles Liés

Back to top button