Le méthane rejeté par les décharges est depuis longtemps un sujet d'intérêt pour les énergies alternatives. Un problème, cependant, est que les gaz d'enfouissement contiennent de nombreux contaminants, tels que les méthylsiloxanes volatils, dont les dépôts de silice provoquent une usure supplémentaire des générateurs de gaz naturel lorsqu'ils brûlent. Un groupe a démontré une nouvelle application prometteuse de la technologie plasma capable d'éliminer ces composés.

Des chercheurs de l'Université de Caroline du Sud à Columbia ont démontré un dispositif expérimental à plasma capable de nettoyer des échantillons de gaz de D4, l'un des siloxanes les plus courants. S'appuyant sur une technique de création de plasma appelée décharge à barrière diélectrique, le groupe a pu réduire considérablement la quantité d'échantillons de D4 après l'avoir traité avec un plasma à base d'hélium.

Les résultats pointent vers une nouvelle solution potentielle pour accueillir les gaz d'enfouissement riches en siloxanes. Ils seront présentés à la 71e conférence annuelle sur l'électronique gazeuse de l'American Physical Society et à la 60e réunion annuelle de la division APS de physique des plasmas, qui aura lieu du 5 au 9 novembre au Oregon Convention Center à Portland.

"C'est la première fois qu'une décharge à barrière diélectrique est utilisée pour éliminer les composés organiques volatils de silicate, " a déclaré Malik Tahiyat, l'un des chercheurs impliqués dans l'étude. "Dans notre cas, il n'y a pas d'attente pour l'enlever ou le matériel qui doit être jeté après un certain temps."

Les silicates érodent les moteurs qui alimentent la production d'électricité au gaz naturel, nécessitant un entretien très coûteux. Les méthodes les plus courantes pour les éliminer du méthane à combustion plus propre, tels que les filtres à charbon et le gel de silice, souffrent de performances réduites et peuvent être coûteux à réutiliser.

Le groupe a créé un plasma de décharge à barrière diélectrique pour rendre le D4 inerte en le polymérisant hors de la phase gazeuse. De l'hélium gazeux a été barboté à travers du siloxane liquide, qui est ensuite passé à travers un réacteur à plasma à décharge à barrière diélectrique tubulaire.

Les échantillons qui ont été traités avec des décharges électriques ont été comparés aux échantillons qui ne l'ont pas été. La chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse et les techniques de résonance magnétique nucléaire ont été utilisées pour évaluer la quantité et l'identité des produits issus des réactions plasma.

Selon combien de temps l'hélium avec D4 a été exposé au plasma, jusqu'à 85 pour cent du D4 a été converti en dépôts amovibles de composés de silice, confirmant que le silicium a été retiré du mélange gazeux.

"Nos résultats ont montré que le plasma peut éliminer le siloxane avec succès, " a déclaré Shamia Hoque, un autre chercheur impliqué dans l'étude. "Quand il est supprimé, il sort sous une forme qui ne rentrerait pas dans l'approvisionnement en déchets, quelque chose qui pose problème avec les autres approches."

Tanvir Farouk, un troisième chercheur impliqué dans l'étude, a déclaré que le groupe espère améliorer le système en laboratoire dans l'espoir de le transformer un jour en un produit commercialement viable.