Des réacteurs à membrane à hydrogène piègent le dioxyde de carbone
Le gaz de synthèse, un mélange d'hydrogène (H2), de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone (CO2) est un sous-produit de centrales aux gaz et au charbon. Une membrane de palladium (Pd) est uniquement perméable à l'hydrogène, facilitant la séparation sélective de ce combustible potentiel d'autres molécules de gaz de synthèse pour une production d'énergie propre. La condensation de vapeur du flux restant qui contient principalement du CO2 et de la vapeur produit du C02 concentré à haute pression. Cela réduit considérablement l'énergie de compression requise pour le transport et le stockage. Huit partenaires provenant de l'industrie et du monde universitaire ont uni leurs forces dans le projet financé par l'UE du nom de 'Carbon dioxide capture and hydrogen production with membranes' (CACHET II) afin d'optimiser la performance des membranes de Pd. Les membres du projet se sont non seulement attachés à intégrer des propriétés de résistance au souffre, mais aussi à accroître l'échelle et mener des essais de stabilité à long terme de la technologie de scellement et de substrat. Les membres du projet CACHET II ont utilisé un nouvel outil pour spécifier une conception de module de membrane pilote et commerciale optimisée. Un modèle de réaction a également été intégré, permettant à l'outil de simulation de modéliser la configuration d'un réacteur de conversion du CO à membrane intégré et un séparateur à membrane non intégré. Le projet CACHET II a réussi à faire passer la membrane de Pd pur de 50 cm à 1 m à l'aide de sa propre technique de dépôt sans courant. Pour l'assemblage des modules susceptibles d'être exploités sur le marché, une technologie de scellement novatrice a été mise au point sur la base du raccordement direct de membranes céramiques avec des tubes en acier inoxydable. Une meilleure tolérance de la membrane au souffre a été obtenue en développant une membrane en alliage de palladium à laquelle de l'or et de l'argent ont été ajoutés. Un procédé novateur de sorbant de sulfure d'hydrogène (H2S) haute température à base de cuivre a permis d'obtenir une réduction de 25 % de la consommation d'énergie par tonne de CO2 évité. Cela permet d'améliorer considérablement les avantages économiques et la compétitivité de la membrane de Pd dans des applications de combustible solide. Les membres du projet CACHET II ont publié sept articles dans des revues spécialisées et cinq autres publications sont en cours de rédaction. Des conférences européennes et internationales, des ateliers et un ouvrage intitulé «Pd Membrane Technology and Applications» (Technologie et applications des membranes de Pd) qui sera publié prochainement complètent l'ensemble du programme de divulgation. Si le captage et le stockage de carbone ne devraient être commercialisés en Europe qu'à partir de 2020-2040, la combinaison de production et de purification de H2 produite par le projet CACHET II pour le secteur des semi-conducteurs annonce l'évolution d'un secteur novateur.
