Production chimique en Allemagne : fabrication de soude avec double prime climatique
Procédé propre : électrodialyse bipolaire
Dans le cadre du projet Green Soda, des chercheurs du Fraunhofer et leurs partenaires ont mis au point une méthode innovante et respectueuse de l'environnement pour produire de la soude, essentielle pour un large éventail d'industries. Le processus est basé sur l'électrodialyse bipolaire de la saumure. Les processus d'échange d'ions et l'ajout de dioxyde de carbone permettent d'obtenir de la soude verte. Cette technologie contribuera également à renforcer la position de l'Allemagne en tant que site industriel.
Le carbonate de sodium, également connu sous le nom de carbonate de soude, est un matériau essentiel utilisé dans de nombreux secteurs industriels. Il sert à fabriquer du papier, à conserver les aliments, à fabriquer du verre et à neutraliser les acides. On le trouve également dans les ménages, où il constitue l'ingrédient principal de la levure chimique et où il est utilisé comme détachant et déboucheur de canalisations. Les chiffres en témoignent : L'association allemande de l'industrie chimique Verband der chemischen Industrie (VCI) indique que quelque 2,1 millions de tonnes métriques de carbonate de soude et de bicarbonate de sodium ont été produites rien qu'en Allemagne en 2023. Le problème est que la production de soude émet de grandes quantités de dioxyde de carbone - 800 kilogrammes par tonne métrique. Les eaux usées salées sont un autre sous-produit qui augmente la salinité des masses d'eau.
La solution consiste en un nouveau processus de production durable qui ne génère ni émissions deCO2 nuisibles au climat ni eaux usées salines. La méthode a été mise au point à l'Institut Fraunhofer des technologies et systèmes céramiques (IKTS) en collaboration avec des partenaires travaillant sur le projet de recherche conjoint Green Soda, qui bénéficie d'un financement du ministère fédéral allemand de l'économie et de l'action climatique (BMWK). Le Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf et les exploitants d'installations géothermiques sont impliqués en tant que partenaires du projet, de même que le fabricant de soude QEMETICA Soda Deutschland.
Un procédé propre : l'électrodialyse bipolaire
La soude est produite selon le procédé Solvay depuis leXIXe siècle. Dans cette méthode, le calcaire est brûlé avec du coke ou du charbon. Il en résulte du dioxyde de carbone, qui réagit dans les étapes suivantes avec de la saumure, de l'ammoniac et de la chaux, produisant du carbonate de sodium, mais aussi de grandes quantités d'eaux usées de chlorure de calcium. "Notre méthode est une alternative écologique sans matériaux de base problématiques", explique Hans-Jürgen Friedrich, chef de groupe pour l'électrolyse technique, les systèmes géothermiques et le laboratoire des radionucléides au Fraunhofer IKTS.
La méthode Green Soda est basée sur un processus électrochimique. La pièce maîtresse de la technologie est l'électrodialyse bipolaire, qui fait appel à des membranes ultrafines. Les pores de ces membranes sont si minuscules que seuls les ions individuels peuvent les traverser. Les membranes fonctionnent comme un milieu d'échange en ne laissant passer que les anions chargés négativement ou les cations chargés positivement. Cela signifie qu'au cours du processus, un mélange de sel et d'eau - la saumure - est scindé en hydroxyde de sodium et en acide chlorhydrique. Les hydroxydes sont des composés salins qui forment de l'hydroxyde de sodium au contact de l'eau. Lorsqu'on ajoute duCO2 à l'hydroxyde de sodium, on obtient de la soude.
"Cela nous permet de produire du carbonate de sodium sans rejeter de gaz à effet de serre dans l'atmosphère et sans que les eaux usées industrielles nocives n'augmentent la salinité des rivières ou d'autres masses d'eau", explique M. Friedrich. Les chercheurs du Fraunhofer prévoient également d'utiliser l'énergie thermique géothermique pour les processus de cristallisation et de séchage afin d'éliminer l'utilisation de combustibles fossiles.
Une double réduction des émissions de carbone
Les chercheurs de l'équipe travaillent avec les partenaires du projet sur un système à l'échelle de l'usine pilote qui fournit leCO2 nécessaire au processus à partir de systèmes de biogaz ou de processus de combustion industriels. Cela signifie que le projet Green Soda prévient les émissions nocives de gaz à effet de serre de deux manières à la fois : pendant le processus de fabrication et en utilisant l'excès deCO2 provenant d'autres industries.
Un autre avantage de cette nouvelle méthode est que la production neutre en carbone ne nécessite pas de certificats climatiques coûteux. Ce n'est pas seulement bon pour l'environnement, mais c'est aussi une contribution importante au maintien d'une base de production industrielle de haute qualité en Allemagne, tout en réalisant des bénéfices économiques.
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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