Les scientifiques ont développé une méthode rentable d'extraction de biocarburants qui pourrait en faire des alternatives viables aux carburants fossiles dans les transports.

Biocarburants, qui sont fabriqués à partir de matière organique renouvelable, présentent un grand potentiel en tant qu'alternatives vertes aux combustibles fossiles dans les industries de l'aviation et des transports. Cependant, bien qu'ils aient déjà été commercialisés pour le transport et la production d'électricité, ils ne sont actuellement pas utilisés à grande échelle en raison de leur prix élevé, ce qui est presque le double de celui des carburants pétroliers.

Les biocarburants sont plus chers que l'essence et le diesel car les procédés de conversion traditionnels qui extraient le biobutanol de qualité carburant à partir de la fermentation de la biomasse sont énergivores et à faible rendement.

Maintenant, le groupe Livingston de l'Imperial College de Londres a développé une nouvelle solution à cela qui pourrait révolutionner la façon dont les biocarburants sont produits, ouvrant la voie à leur utilisation généralisée dans les transports et l'aviation.

En collaboration avec bp, ils ont développé un système d'extraction à membrane qui utilise moins de 25 pour cent de l'énergie des procédés actuels et produit dix fois plus de biocarburant avec une pureté supérieure à 99,5 pour cent.

Les résultats sont publiés dans Sciences de l'énergie et de l'environnement .

L'auteur principal, le professeur Andrew Livingston du département de génie chimique de l'Impériale, a déclaré :« Parce qu'ils sont chers, les biocarburants sont généralement combinés avec de l'essence ou du diesel pour les faire « aller plus loin ». Notre nouvelle technologie pourrait aider à réduire le coût des biocarburants afin qu'ils finissent par remplacer les carburants fossiles dans les transports et l'aviation, une situation beaucoup plus favorable pour l'environnement et vers laquelle nous travaillons tous. »

Membranes ultra-fines

Les biocarburants sont susceptibles de jouer un rôle central dans la réduction des émissions de carbone et l'atténuation des impacts du changement climatique. Ils peuvent réduire les émissions nettes de dioxyde de carbone et de particules jusqu'à 80 % et sont plus durables que les biodiesels en raison du type de biomasse utilisé dans leur production.

Les biocarburants sont produits en fermentant la biomasse des déchets et en récupérant le carburant de la solution fermentée à l'aide d'un extractant. Cependant, les biocarburants et les extractants sont toxiques pour les micro-organismes nécessaires dans la solution, peut donc inhiber la production et augmenter la consommation d'énergie.

Dans leurs laboratoires à l'Impériale, les chercheurs ont étudié les performances de plusieurs membranes composites à couche mince et en ont choisi une qui peut bloquer le transport de l'extractant et de l'eau, ne laissant passer que le biocarburant. Ils ont découvert que cela protégeait les micro-organismes et permettait une production continue, d'où une productivité décuplée par rapport aux techniques conventionnelles.

Ils ont testé la membrane avec trois solvants d'extraction différents pour affiner davantage les meilleures conditions de fonctionnement. Ils ont découvert que l'extractant 2-éthyl-1-hexanol présentait un taux de récupération cinq fois plus rapide, ce qui a réduit la consommation d'énergie du procédé à moins d'un quart des systèmes de récupération conventionnels.

Co-auteur Dr Ji Hoon Kim, également du Département de génie chimique, mentionné, "En combinant notre membrane ultra-mince avec un liquide d'extraction très efficace, nous pouvons réduire considérablement le coût de production des biocarburants, ce qui est une étape importante pour faire baisser leur prix global."

Alternative durable

En plus d'être plus propre pour l'environnement, les biocarburants sont capables de surmonter les problèmes de capacité et de stockage d'énergie associés à d'autres technologies renouvelables comme les batteries, qui les ont jusqu'à présent empêchés d'être adaptés avec succès pour une utilisation dans l'aviation et le transport longue distance.

Un autre avantage des biocarburants à faible teneur en éthanol est que la majorité des moteurs à combustion conventionnels sont déjà équipés pour utiliser ce type de carburant. Cependant, le défi reste de les rendre financièrement attractives pour les entreprises à adopter à grande échelle.

Prochaines étapes

Le groupe Livingston vise maintenant à réaliser une étude pilote ou à grande échelle de leurs travaux pour valider davantage les résultats, et d'affiner encore leur procédé en faisant de la modulation membranaire et en opérant une récupération continue avec des micro-organismes immobilisés.