ENGINEERINGNET.BE - Le captage du carbone devient essentiel pour les industries qui dépendent encore des combustibles fossiles.
Aujourd’hui, la plupart des centrales utilisent des systèmes à base de solvants qui absorbent le CO2, mais ces installations consomment beaucoup de chaleur, nécessitent des infrastructures importantes et sont coûteuses à exploiter.
Une alternative plus compacte, fonctionnant à l’électricité, est ce que l’on appelle un système à «membrane». Une membrane fonctionne comme un filtre ultrafin qui laisse passer certains gaz plus facilement que d’autres, séparant le CO2 du reste des gaz de combustion.
Le problème est que beaucoup de membranes perdent de leur efficacité lorsque les concentrations de CO2 sont faibles, ce qui est fréquent dans les centrales au gaz naturel et limite leurs possibilités d’utilisation.
Une étude menée à l’EPFL a analysé le fonctionnement à grande échelle d’un nouveau matériau membranaire, le graphène pyridinique. Il s’agit d’une feuille de graphène monocouche avec de minuscules pores qui favorisent le CO2 par rapport aux autres gaz.
L’équipe a testé différentes membranes à base de graphène, dont la membrane de graphène pyridinique, dans plusieurs configurations industrielles pour comparer leurs performances en conditions réelles.
Pour les centrales au gaz naturel, un système en trois étapes qui commence par enrichir le flux de CO2 a atteint des coûts prometteurs, de l’ordre de 80 à 100 dollars par tonne, les meilleurs cas se situant à 60 à 80 dollars.
Ces chiffres sont remarquables, car les membranes ont généralement des difficultés à traiter des gaz de combustion aussi dilués.
Dans les centrales au charbon, où les niveaux de CO2 sont plus élevés, la forte sélectivité CO2/N2 de la membrane réduit la consommation d’énergie et amène les coûts dans la fourchette de 25 à 50 dollars par tonne.
Les cimenteries ont plus d’oxygène dans leurs gaz de combustion, ce qui rend la sélectivité plus difficile, mais la membrane atteint toujours des fourchettes de coûts similaires et reste stable dans les différents scénarios testés. (Auteur: Nik Papageorgiou - Source: EPFL)
