Des solutions à base de cellulose transforment le secteur des énergies vertes
Les nouvelles applications qui exploitent les propriétés électrochimiques offrent des solutions prometteuses pour remplacer les combustibles fossiles. Malheureusement, ces piles à combustible, batteries et autres technologies utilisent des substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), souvent appelés polluants éternels, qui nuisent à la santé humaine et à l’environnement. Compte tenu des coûts sanitaires associés aux PFAS, l’Europe s’apprête à instaurer des restrictions générales sur ces substances. Les fabricants de produits contenant des PFAS, des ustensiles de cuisine aux batteries, en passant par les emballages alimentaires et les mousses anti-incendie, doivent trouver de nouvelles solutions. Le projet CNF Membrane, financé par le CEI et coordonné par l’entreprise suédoise Cellfion, a mis au point des membranes sans PFAS prêtes à être commercialisées.
Les membranes sélectives: un composant essentiel
De nombreuses solutions énergétiques propres, notamment les piles à combustible à membrane échangeuse de protons, les batteries à flux redox(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et les technologies liées à l’hydrogène, reposent sur des membranes sélectives. Les piles à combustible, par exemple, requièrent une barrière qui sépare les combustibles tout en laissant passer les ions. Les membranes sélectives jouent un rôle de filtre, elles laissent passer certaines molécules tout en bloquant d’autres. La sélectivité recherchée est obtenue en incorporant des substances chimiques spécifiques à la membrane et en modifiant sa structure. Les membranes sans PFAS du projet sont hautement adaptables et peuvent être conçues pour répondre aux exigences particulières d’un large éventail d’applications.
Une solution de remplacement sans PFAS
La cellulose, principal constituant des parois cellulaires des végétaux, est le polymère naturel le plus abondant au monde. Le projet CNF Membrane exploite cette ressource en utilisant de la pâte de bois scandinave disponible dans le commerce pour produire toute une gamme de membranes sélectives. Les solutions du projet remplacent les polluants éternels par une alternative sûre, tout en reposant sur un procédé de fabrication durable. «Du point de vue environnemental, le procédé de fabrication a un impact relativement faible. En remplaçant les matériaux fluorés à base de PFAS par de la cellulose, nous pensons que notre technologie offre une solution nettement plus durable pour les futures applications des membranes», explique Liam Hardey, coordinateur du projet.
Accueil du marché
Cellfion se prépare à commercialiser ses produits. «Nous nous concentrons actuellement sur les batteries à flux redox destinées au stockage de l’énergie sur de longues durées, les procédés électromembranaires et les technologies de séparation ionique pour le traitement de l’eau et les procédés industriels, ainsi que les humidificateurs de piles à combustible destinés aux technologies liées à l’hydrogène», explique Liam Hardey. Au cours du projet, l’entreprise a collaboré avec des partenaires industriels et reçu des retours très positifs, preuve que les membranes durables à base de cellulose offrent de hautes performances, des avantages fonctionnels et un coût compétitif. La prochaine étape consiste à démontrer que la solution peut être déployée à grande échelle. Le projet CNF Membrane a optimisé deux méthodes de déshydratation pour faciliter la production à grande échelle, en privilégiant la capacité à augmenter les volumes de production. «Nous nous attaquons actuellement à ce défi en prévoyant des investissements dans les capacités de production et les infrastructures industrielles», explique Liam Hardey, «ce qui constituera une étape majeure pour la commercialisation de cette technologie». Après avoir démontré le potentiel des membranes sélectives pour diverses applications, les participants au projet sont enthousiastes quant à l’avenir des solutions à base de cellulose. «Ce qui nous enthousiasme le plus, c’est que nous commençons seulement à comprendre tout le potentiel de cette plateforme technologique et les secteurs dans lesquels elle pourrait avoir un impact», confie Liam Hardey. Éliminer les PFAS des nombreux produits et secteurs dans lesquels ils sont utilisés constitue un défi de taille. Les résultats du projet CNF Membrane démontrent clairement qu’il est possible d’y parvenir.
