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Catalytic HTL Coupled to MIcrowave pretreatment for low Nitrogen microalgal biocrude

Description du projet

Du biobrut à faible teneur en azote par liquéfaction hydrothermale

Les biocarburants produits à partir de microalgues constituent une alternative prometteuse aux combustibles fossiles pour le secteur des transports. Les étapes sont simples: croissance des microalgues, récolte et séchage de la biomasse, extraction des lipides et conversion. Les procédés actuels ne sont économiquement pas viables pour une production à grande échelle. La liquéfaction hydrothermale supprime l’étape de séchage gourmande en énergie et produit de la bio-huile à des températures modérées. Elle produit toutefois des biocbruts à forte teneur en azote et en oxygène, des problèmes difficiles à résoudre simultanément. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet CatHyMiNi tentera de résoudre ce double problème avec des catalyseurs sélectifs de l’azote qui favorisent également les réactions de désoxygénation.

Objectif

The transport industry is going through a revolutionary moment in its quest to reduce its carbon footprint, with biofuels being one of the viable options. High productivity, lipid content and its ability to capture CO2 make microalgae a competitive biomass. New technologies such as hydrothermal liquefaction (HTL) has recently attracted the attention in research as it avoids the energy-costly drying step and produces bio-oil at mild temperatures. Nonetheless, conventional HTL process suffers from bio-crudes high nitrogen content, mainly caused by protein content. Furthermore, the biocrudes high oxygen content reduces its calorific value making biocrude unattractive in addition to its high NOx emissions during combustion. Since nitrogen and oxygen in biocrude respond differently to processing temperature, an approach that would favor simultaneous reduction of both would be revolutionary.

The nitrogen removal before the main HTL process could be the solution. In this perspective, the combination of microwave pretreatment and HTL process can be promising. However, this non-selective method may compromise bio-oil yield. In MicroWCatHydroN, we investigate nitrogen-selective catalysts to specifically target nitrogen compounds and maintain the trade-off between desired bio-oil yield and properties. The catalytic activity of nickel can promote hydroisomerization and deoxygenation reactions, thereby improving bio-oils cold flow properties and heating value. Overall, this green chemistry-compatible route is economically and technically feasible.

Industrial scale-up of algae conversion requires a complete characterization of its complex degradation mechanisms and phenomena occurring during the process in order to understand how nitrogen compounds are formed and consumed. In this sense, MicroWCatHydroN aims to develop a new chemical kinetic model for ParaChlorella kessleri liquefaction. In conclusion, research is expected to increase the production of high-quality bio-oil.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinateur

INSTITUT MINES-TELECOM
Contribution nette de l'UE
€ 211 754,88
Adresse
19 PLACE MARGUERITE PEREY
91120 Palaiseau
France
Région
Ile-de-France Ile-de-France Essonne
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée