L’adsorption combinée à l’absorption pour mieux capter le dioxyde de carbone

Détails

Publié le mercredi 1 avril 2015 09:39

Écrit par Fatima Belmehdi

Des scientifiques de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), de l’Université de California, de l’Université chinoise du Pétrole, de l’Université de Technologie chimique de Pékin ont développé un procédé efficace et écologique permettant de capter le carbone en utilisant une boue à base de poudre poreuse en suspension dans du glycol.

Pour capter le dioxyde de carbone et le stocker, on a souvent recours à deux procédés : l’adsorption (utilisant des matériaux solides poudreux qui retiennent le CO₂) ou l’absorption (utilisant un liquide qui absorbe le carbone). Ce dernier est le plus répandu en matière de captage de gaz carbonique. Il nécessite des solutions liquides d’amines, qui absorbent le CO₂ dans l’atmosphère. À grande échelle, ce système utilise deux colonnes, l’une pour l’opération d’absorption et l’autre pour la régénération du liquide et la libération du gaz carbonique. Cette deuxième étape est très énergivore car elle nécessite de bouillir le liquide pour séparer les molécules amines de celles du CO₂.

Figure : schéma du nouveau procédé développé par l’EPFL

La nouvelle méthode récemment découverte combine l’adsorption (solide) et l’absorption (liquide) pour former une boue. Le solide utilisé ici se nomme ZIF-8. C’est un matériau à structure métallo-organiques (MOF). Il se présente sous la forme de fines poudres dont les particules sont faites d’atomes de métal connectés en une structure tridimensionnelle avec des liens organiques. Tandis que le liquide utilisé est du glycol 2-méthylimidazole.

Le recours à une boue est justifié par le fait que les pores des substances requises pour l’absorption sont trop larges et que le liquide environnant les remplirait et les empêcherait de capturer le CO₂. Ainsi, le ZIF-8, dont les pores sont trop petits pour les molécules de glycol, mais assez grands pour capter celles du CO₂ issu des gaz de combustion, s’avère être un choix optimal.

En effet, le ZIF-8 présente une excellente stabilité thermique, chimique et en solution, qui s’avère importante pour résister aux cycles de régénération répétés. En outre, le diamètre des cristaux de ZIF-8 est compris entre celui des molécules CO₂ et celui des molécules de glycol. Ce qui lui permet de garder toute son efficacité tout au long de l’opération de séparation.

Notons que la boue se sépare facilement du CO₂, ce qui signifie qu’il est inutile d’avoir recours à de grandes quantités d’énergie pour la régénération. D’où une efficacité énergétique globale accrue.

Pour en savoir plus

www.epfl.ch