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Un matériau de pointe pour améliorer le captage du carbone

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chimie

Des ingénieurs chimistes ont développé une nouvelle méthode de fabrication des membranes zéolithiques – des matériaux de pointe utilisés pour la séparation de gaz dans des conditions difficiles.

Les zéolithes sont des minéraux poreux qui sont présents à l’état naturel mais aussi synthétisés de manière artificielle. Du fait de leur stabilité et de leur durabilité, les zéolithes sont utilisées pour la catalyse chimique, la purification de gaz et liquides, voire dans des applications médicales telles que l’administration de médicaments et les poudres de coagulation du sang (par exemple, les pansements hémostatiques QuickClot utilisés dans l’armée américaine).

«La synthèse évolutive des membranes zéolithiques de criblage de l’hydrogène haute température devrait améliorer l’efficacité énergétique du captage du carbone pré-combustion.»

Les zéolithes utilisées pour la séparation de gaz sont habituellement produites sous forme de membranes. Les membranes zéolithiques ultramodernes sont fabriquées via un processus de cristallisation long et complexe. Malheureusement, ce processus s’avère difficile à reproduire. Par ailleurs, il ne permet pas de créer de membranes de séparation de gaz efficaces, notamment dans le cas de la séparation de l’hydrogène et du dioxyde de carbone. Or, cette séparation est nécessaire pour le captage du carbone pré-combustion des centrales électriques.

Synthèse simplifiée

Sous la direction de Kumar Agrawal à l’EPFL Valais-Wallis, une équipe d’ingénieurs chimistes a réussi à simplifier la chimie de la synthèse des membranes zéolithiques, en la rendant reproductible et évolutive.

Les scientifiques ont développé une nouvelle chimie du matériau qui supprime intégralement le long processus de cristallisation. «Nous avons créé des cristaux semblables à des pièces de Lego (nanofeuilles) et nous les avons empilés au moyen de la chimie de condensation du silanol», affirme Kumar Agrawal. La membrane obtenue présente des performances de séparation idéales de l’hydrogène et du dioxyde de carbone, avec une sélectivité jusqu’à 100 à 250-300 degrés Celsius.

Selon les chercheurs, «la synthèse évolutive des membranes zéolithiques de criblage de l’hydrogène haute température devrait améliorer l’efficacité énergétique du captage du carbone pré-combustion.»

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