Technologie de production d'hydrogène sans émission de carbone
Une nouvelle perspective pour la bioénergie avec captage et stockage du CO₂
L'hydrogène, considéré comme "l'énergie ultime" du 21e siècle, présente des avantages tels que sa propreté et son caractère renouvelable, ainsi que sa capacité de stockage et sa polyvalence. L'Agence internationale de l'énergie prévoit que 115 millions de tonnes d'hydrogène seront nécessaires en 2030 pour réduire à zéro les émissions nettes de dioxyde de carbone dans le monde d'ici 2050. L'hydrogène vert est donc une voie prometteuse vers une société sans carbone.
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En utilisant la biomasse pour la production d'hydrogène, nous pouvons réduire les émissions de carbone générées par les combustibles fossiles et contribuer ainsi à résoudre la crise énergétique qui ne cesse de s'aggraver. La nouvelle technologie de traitement thermique alcalin (ATT) pour la production d'hydrogène implique une pyrolyse à pression atmosphérique et à basse température. Du point de vue du cycle de vie complet de la biomasse, l'ATT présente un potentiel important d'"émissions de carbone négatives" et pourrait remplacer certains combustibles fossiles.
Dans une revue publiée dans le KeAi journal Carbon Resources Conversion, une équipe de chercheurs a examiné en détail les derniers progrès réalisés dans le domaine de l'ATT de la biomasse pour la production d'hydrogène. "De nombreux facteurs affectent l'efficacité de la production d'hydrogène à partir de l'ATT de la biomasse", explique le premier auteur de l'étude, Guojie Liu, étudiant en doctorat à l'école d'ingénierie chimique de l'université du Sichuan. "Il s'agit notamment des alcalis, des matières premières, des catalyseurs, des paramètres du processus et des réacteurs.
"Toutefois, nous devons d'abord clarifier le rôle fondamental et la synergie des alcalis et des catalyseurs dans la réaction ATT et le mécanisme de conversion de la biomasse, puis utiliser ces connaissances pour guider le développement de stratégies de valorisation plus efficaces et même de percées dans des applications à plus grande échelle", a ajouté M. Liu.
L'équipe estime que pour maximiser l'efficacité de la production d'hydrogène à partir de la réaction ATT, l'alcali utilisé devrait favoriser la conversion de la biomasse en petits intermédiaires gazéifiables et le stockage in situ du carbone.
"En outre, en surmontant la limitation cinétique de la réaction de reformation à basse pression et température dans le processus ATT, l'efficacité de la production d'hydrogène peut être améliorée et la synergie entre les catalyseurs alcalins et métalliques peut être pleinement démontrée", a expliqué Houfang Lu, professeur à la même école.
L'étude a permis de tirer quatre grandes conclusions. Afin de mieux comprendre la transformation de substances modèles par différents alcalins et d'identifier une biomasse plus appropriée, des études plus approfondies sont nécessaires. Pour établir un système catalytique approprié basé sur les produits intermédiaires de la réaction ATT, il faut analyser le mécanisme de désactivation du catalyseur, l'interaction entre le site actif et le support, et la relation structure-activité catalytique. En outre, lors de l'évaluation des avantages et des inconvénients des réactions in situ et ex situ, la conception de réacteurs raisonnables et le développement de méthodes d'entrée/sortie efficaces sont essentiels pour surmonter les problèmes tels que la cokéfaction, le transfert de masse limité et la régénération du catalyseur causés par les réactions solide-solide. Enfin, il convient de procéder à une évaluation économique et à une analyse de la consommation d'énergie.
"Nous espérons que ces points guideront les expériences à venir sur la production d'hydrogène via les processus ATT de la biomasse afin de réaliser l'industrialisation de cette technologie", a déclaré M. Lu.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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