Éliminer les impuretés gênantes du sulfure d'hydrogène (H 2 S) et le dioxyde de carbone (CO 2 ) à partir du gaz naturel pourrait devenir plus simple et plus efficace en utilisant un cadre métal-organique (MOF) développé à KAUST.

La valorisation du gaz naturel de cette manière pourrait aider l'Arabie saoudite à utiliser davantage et plus proprement ses abondantes réserves de gaz naturel, qui peut contenir des niveaux élevés de ces deux impuretés. La technologie pourrait également promouvoir une utilisation accrue du gaz naturel et d'autres gaz industriels contenant du H 2 S et CO 2 dans le monde entier pour récolter des avantages environnementaux et économiques potentiellement importants.

Le gaz naturel est en grande partie composé de méthane (CH 4 ) et de plus petites quantités d'autres hydrocarbures utiles, avec quelques impuretés. Une fois débarrassé des contaminants, le gaz naturel brûle beaucoup plus proprement que les autres combustibles fossiles :il n'émet pas de particules de suie et moins de CO 2 et les oxydes d'azote et de soufre polluants.

Cette avance de KAUST soutiendra le programme Vision 2030 de l'Arabie saoudite. Cette initiative majeure, visant à réduire la dépendance du Royaume au pétrole et à développer de nouvelles technologies respectueuses de l'environnement, comprend l'objectif de s'approvisionner à 70 % en énergie à partir de gaz naturel.

« Atteindre cet objectif ambitieux nécessitera une utilisation accrue des sources de gaz naturel qui contiennent initialement des niveaux importants de H 2 S et CO 2 , " déclare Youssef Belmabkhout de l'équipe KAUST.

Les MOF contiennent des ions métalliques ou des amas métalliques maintenus ensemble par des groupes chimiques organiques à base de carbone connus sous le nom de lieurs. La réorganisation de différents linkers et blocs de construction moléculaires inorganiques affine la taille et les propriétés chimiques du système de pores dans les MOF et leur permet d'effectuer de nombreuses fonctions utiles.

"Le défi que nous avons rencontré dans ce travail était de développer un MOF contenant du fluor avec des pores qui permettent une adsorption tout aussi sélective de H 2 S et CO 2 du flux de gaz naturel, ", explique Belmabkhout.

La recherche a été effectuée par un groupe du KAUST Advanced Membranes &Porous Materials Center, dirigé par le professeur Mohamed Eddaoudi. Ce centre a une longue histoire de développement d'adsorbants MOF pour de nombreuses applications, y compris la catalyse, stockage de gaz, détection de gaz et séparation de gaz.

"Les récents progrès de la chimie MOF à KAUST ont permis la conception et la construction de diverses plates-formes MOF avec le potentiel de relever de nombreux défis relatifs à la sécurité énergétique et à la durabilité environnementale, " dit Eddaoudi.

Une grande partie de la recherche sur la valorisation du gaz naturel a été financée par la société nationale saoudienne de pétrole et de gaz naturel Aramco. « L'intérêt d'Aramco corrobore certainement l'importance de cette œuvre pour le Royaume, " ajoute Eddaoudi.

Un nouveau projet avec Aramco est également en cours; il étudiera l'élargissement de la procédure en vue d'une exploitation commerciale. D'autres recherches sur l'optimisation des caractéristiques chimiques du MOF sont également en cours de discussion avec d'autres partenaires industriels.

"C'est bien plus que de la chimie, " Belmabkhout souligne, "Il s'agit de combiner la chimie, génie chimique et des procédés, la physique et le calcul avec des partenaires industriels pour faire progresser l'utilisation économique d'une ressource naturelle."