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Une combustion en boucle chimique respectueuse de l'environnement

Le captage post-combustion du dioxyde de carbone avant qu'il ne pénètre dans l'atmosphère est un moyen prometteur de minimiser l'impact de la production d'électricité sur l'environnement. Une technologie destinée à cet usage est même devenue encore plus écologique.
Une combustion en boucle chimique respectueuse de l'environnement
La combustion des combustibles fossiles alimentant les activités humaines génère du dioxyde de carbone, qui contribue pour beaucoup au changement climatique de la planète. Les technologies de captage post-combustion du dioxyde de carbone représentent une étape importante dans la transition vers des sources d'énergie renouvelables.

Les chaudières utilisant la combustion en boucle chimique sont très prometteuses car elles exigent peu d'énergie. Avec cette technologie, les hydrocarbures sont oxydés dans un système de réacteur à lit fluidisé. Le financement par l'UE du projet INNOCUOUS («Innovative oxygen carriers uplifting chemical-looping combustion») a permis aux scientifiques d'améliorer un concept à l'échelle du laboratoire, dans la perspective d'une application industrielle.

Le concept de combustion en boucle chimique d'origine repose sur des transporteurs d'oxygène à base de nickel dangereux et coûteux. INNOCUOUS a cherché à obtenir une performance raisonnable à l'échelle industrielle en utilisant de nouvelles particules transporteuses d'oxygène respectueuses de l'environnement. Les travaux de recherche ont ainsi inclus la sélection de nouveaux transporteurs d'oxygène et des améliorations techniques dans la conception du réacteur à lit fluidisé.

Les scientifiques ont étudié des matériaux sans nickel et des oxydes mélangés avec une quantité minimale de nickel. Sur les 160 échantillons étudiés, l'équipe a restreint le champ à quelques candidats prometteurs qui étaient abordables et écologiques. Ces derniers ont été employés avec succès dans des réacteurs de 10 kilowatt et 120 kilowatt avec 100 % de conversion de combustible (par rapport au 98-99 % des matériaux à base d'oxyde de nickel) et de séparation du dioxyde de carbone. Les travaux scientifiques ont abouti à neuf publications et d'autres sont à différents stades de publication.

Le coût d'une chaudière à combustion en boucle chimique est plus élevé que celui d'une chaudière à gaz normale, mais il reste néanmoins abordable. Il est possible d'améliorer davantage le procédé afin que les avantages dépassent les coûts.

Les partenaires du projet INNOCUOUS ont réussi à trouver une solution de remplacement écologique aux transporteurs d'oxygène contenant du nickel dans une chaudière à combustion en boucle chimique tout en obtenant une conversion complète du combustible; ce qui rapproche la technologie de la phase de mise en application.

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Mots-clés

Combustion en boucle chimique, captage du carbone, nickel, transporteurs d'oxygène