L'eau et l'électricité captent le CO₂ pendant 900 heures
La démonstration mobile fonctionne pendant 900 heures et capte 10 kg de CO₂ par heure
Dans le cadre du projet européen ConsenCUS, Wetsus, en collaboration avec des partenaires internationaux, a testé pour la première fois une installation de captage électrochimique du CO₂ à base d’eau, à échelle pilote mobile, avec de véritables gaz de combustion. L'installation a fonctionné sans interruption pendant plus de 900 heures sur plusieurs et a capté 10 kilogrammes de CO₂ par heure et par module.
Une alternative plus propre aux amines
En trois ans, la technologie mise au point par le centre de recherche en technologies de l’eau est passée de 1 gramme de CO₂ par heure en laboratoire à l’échelle pilote, et son niveau de maturité technologique (Technology Readiness Level) est passé de 3 à 7.
L'installation utilise une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium (KOH) à la place des amines couramment utilisées. Elle permet également d'éliminer les oxydes de soufre et d'azote nocifs.
Alors que les amines sont efficaces mais peuvent se décomposer en sous-produits toxiques et nécessitent beaucoup de chaleur de procédé, le KOH est stable et forme simplement des sels de carbonate avec le CO₂. Le solvant peut ensuite être récupéré par voie électrochimique, sans recourir à des températures élevées.
Les essais ont été menés dans une raffinerie en Roumanie, une cimenterie au Danemark et un troisième site en Grèce.
Les résultats ont récemment été publiés dans la revue Carbon Capture Science & Technology.
Une pile de membranes complète le cycle
La récupération s'effectue dans une pile d'électrodialyse à membrane bipolaire (BMED) composée de 126 paires de cellules, développée par REDstack. Dans cette pile, l’eau est séparée en acide et en base par un courant électrique, ce qui libère un flux de CO₂ gazeux pur et permet de réutiliser immédiatement le solvant.
Grâce à une nouvelle conception offrant une surface de membrane 2 500 fois plus grande que les précédentes installations de laboratoire, un seul jeu de membranes a pu traiter environ 10 kilogrammes de CO₂ par heure, soit près de 100 tonnes par an. L'installation purifie le CO₂ à environ 98 % et est modulable grâce à la mise en série de plusieurs unités.
Consommation d’énergie et perspectives
Lors de cette première démonstration, la consommation d’énergie spécifique se situait entre 15 et 45 GJ par tonne de CO₂, un chiffre supérieur à celui des procédés à base d’amines optimisés. Selon les chercheurs, les résultats en laboratoire montrent qu’une optimisation supplémentaire pourrait réduire considérablement la consommation, peut-être jusqu’à bien en dessous de 10 GJ par tonne, tout en conservant l’utilisation de produits chimiques non toxiques.
Une mise à l’échelle rapide inspire confiance
« Le fait que cette technologie ait connu une telle accélération de croissance montre tout le potentiel qui s’offre à nous », déclare le Dr Sara Vallejo Castaño, responsable scientifique du projet chez Wetsus. « J’ai pu observer de près comment des empilements d’une surface de 0,1 m² ont été mis à l’échelle en laboratoire pour atteindre près de 50 m². Le fait que cela soit possible à un rythme aussi effréné est très encourageant pour l’avenir. »
À propos de Wetsus et ConsenCUS
Wetsus, Centre européen d’excellence pour les technologies durables de l’eau, est un institut de recherche qui collabore avec plus de vingt universités et plus d’une centaine d’entreprises pour développer des innovations durables dans le domaine de l’eau. Le projet ConsenCUS, financé par l’Union européenne, teste et développe des technologies à entraînement électrique pour le captage, la valorisation et le stockage du CO₂ à l’échelle industrielle.