Un projet de l'UE a développé des nanocatalyseurs innovants pour créer un processus intégré modulaire et hautement efficace pour la production de carburants à partir de sources d'énergie renouvelables.

Le changement climatique et la croissance démographique nécessitent l'utilisation de sources d'énergie plus durables. Bien que ce problème représente une demande sociétale importante, ce n'est qu'un des nombreux visages de l'industrie pétrochimique. Une concurrence et une dépendance accrues vis-à-vis de sources externes, la hausse des coûts, et la pression pour réduire l'impact environnemental des procédés employés sont d'autres défis que cette industrie doit actuellement surmonter.

Pour satisfaire son environnement, responsabilités économiques et sociétales, l'industrie doit développer des méthodes de production de carburant durables. Quinze partenaires de huit pays ont uni leurs efforts dans le cadre du projet BIOGO-FOR-PRODUCTION financé par l'UE pour transformer radicalement les processus de production et réaliser ces améliorations essentielles.

Transformer le biogaz en essence

Le projet s'est concentré sur le développement d'un système intégré, approche cohérente et holistique pour transformer la production de biocarburants à partir de sources durables. Les partenaires du projet ont utilisé une nouvelle technologie pour préparer des catalyseurs à l'échelle nanométrique avec une dépendance réduite aux métaux précieux et aux terres rares ainsi que des méthodes industrielles innovantes pour chaque étape de production.

"Dans BIOGO-POUR-PRODUCTION, nous avons mis au point un procédé de conversion des bio-huiles et biogaz renouvelables en gaz de synthèse, qui est ensuite transformé catalytiquement en biocarburants et produits de plateforme chimique. Ce processus durable est indépendant des combustibles fossiles, ", explique le coordinateur du projet Gunther Kolb. Les chercheurs ont utilisé un biogaz enrichi en hydrogène qui était facilement converti en gaz de synthèse via des voies autothermiques ou combinées exothermiques et endothermiques. L'excès d'hydrogène et de chaleur a été utilisé pour transformer l'huile de pyrolyse en gaz de synthèse supplémentaire pour finalement produire une composition adapté à la synthèse du méthanol. Grâce à des catalyseurs appropriés, le méthanol a ensuite été converti en un carburant liquide, l'essence synthétique.

La production de carburants synthétiques à partir de sources renouvelables apportera une contribution extrêmement précieuse à la satisfaction durable de la demande énergétique. "Contrairement au procédé conventionnel Fischer-Tropsch actuellement utilisé pour produire des hydrocarbures synthétiques, La chaîne de processus de BIOGO-FOR-PRODUCTION promet une plus grande efficacité carbone, efficacité énergétique, la sécurité d'approvisionnement ainsi que les avantages en termes de coûts, " ajoute Gunther.

Nanotechnologie pour les biocarburants

Les partenaires du projet ont travaillé à l'amélioration des catalyseurs disponibles pour chacune des quatre étapes clés du processus de production. Des techniques innovantes ont été appliquées pour améliorer les performances globales telles que la pulvérisation cathodique par faisceau. Cette technique consiste à éjecter de petits amas d'atomes à la surface d'un matériau porteur de grande surface. Les catalyseurs stables nouvellement développés ont limité la formation d'hydrocarbures légers, surtout le méthane.

L'équipe a également développé un nouveau système qui bénéficie d'un taux de dépôt beaucoup plus élevé de nano-clusters, environ deux à trois ordres de grandeur plus élevés qu'un système typique de recherche que l'on peut actuellement trouver dans les laboratoires universitaires. Cela le rend beaucoup plus approprié pour une utilisation dans l'industrie.

BIOGO-FOR-PRODUCTION a démontré sa chaîne de processus encore à petite échelle. La mini-usine fonctionne dans un environnement de conteneurs adapté à la production de produits chimiques et peut servir de futur hôte pour les usines de production de carburant modulaires. Les chercheurs ont également mené une production de catalyseur à l'échelle pilote et démontré son potentiel de fabrication pour une industrialisation rapide.