L'Université de Tianjin développe une membrane innovante pour une meilleure capture du carbone
Des chercheurs de l'Université de Tianjin ont créé un nouveau type de membrane organique à matrice mixte pour une capture du carbone plus efficace et évolutive à partir des gaz de combustion industriels. La technologie présente des améliorations significatives en termes de performance et de stabilité.
Une équipe de recherche de l'Université de Tianjin a développé un nouveau type de membrane organique à matrice mixte, offrant potentiellement une approche plus efficace et évolutive pour la capture du carbone. La membrane combine une haute performance de séparation avec une stabilité à long terme et une capacité de traitement à grande échelle.
L'étude, publiée dans Nature Energy, aborde l'intérêt croissant pour la séparation par membranes dans la capture du carbone en raison de ses avantages potentiels en matière d'efficacité énergétique et de performance environnementale. Cependant, la séparation du CO2 des gaz de combustion industriels reste un défi, nécessitant des membranes capables de faciliter un transport rapide du CO2, de séparer efficacement d'autres gaz et de maintenir une performance stable dans le temps.
Les membranes traditionnelles à matrice mixte ont rencontré des limitations dues à des problèmes de compatibilité entre les polymères et les charges poreuses. L'équipe de l'Université de Tianjin, dirigée par les professeurs Jiang Zhongyi et He Guangwei, a introduit une stratégie qui équilibrait les interactions faibles. En utilisant des réseaux organiques covalents (COF) monocristallins comme charges, ils ont obtenu une incorporation uniforme au sein d'une matrice polymère. La membrane résultante a conservé la flexibilité et la processabilité du polymère, tandis que les pores ordonnés des cristaux de COF offraient des voies efficaces pour le transport du CO2.
Les tests effectués avec des gaz de combustion simulés ont montré une augmentation d'un ordre de grandeur de la perméabilité au CO2, établissant un nouveau record. La membrane a également démontré une stabilité significative à long terme dans des conditions incluant de la vapeur d'eau, des oxydes de soufre et des oxydes d'azote. Une analyse technico-économique préliminaire a estimé le coût de la capture du carbone à environ 38 USD par tonne de CO2, sur la base des hypothèses de l'étude. Ce développement pourrait ouvrir la voie à de nouvelles technologies de séparation par membranes soutenant les futures applications de capture du carbone dans la production d'énergie ainsi que dans les industries du ciment et de l'acier.