Bien que la production d’hydrogène soit considérée comme un substitut potentiel aux combustibles fossiles, les procédés produisent trop de dioxyde de carbone ou sont trop coûteux. Une technique à faibles émissions pour produire de l’hydrogène à partir de déchets plastiques a été développée par des chercheurs de l’Université Rice, qui pourrait s’avérer très rentable.
"Dans notre étude, nous avons converti les déchets plastiques, y compris les déchets plastiques mélangés qui n'ont pas besoin d'être triés ou lavés, en hydrogène gazeux très efficace et en graphène de grande valeur", a déclaré Kevin Wyss, auteur principal de l'étude. « De l’hydrogène propre pourrait être produit gratuitement si le graphène produit était vendu pour seulement 5 % de sa valeur marchande actuelle, soit avec une remise de 95 % !
En revanche, l’hydrogène « vert » coûte environ 5 dollars pour un peu plus de deux kilos et est produit à partir de sources d’énergie renouvelables pour diviser l’eau en deux composants. Bien que plus abordables, la plupart des plus de 2022 millions de tonnes d’hydrogène utilisées dans le monde en 100 provenaient de combustibles fossiles, chaque tonne d’hydrogène produite produisant environ 12 tonnes de dioxyde de carbone.
Les chercheurs de l’Université Rice ont expliqué que le principal type d’hydrogène utilisé aujourd’hui est l’hydrogène « gris », créé par le processus de reformage à la vapeur du méthane qui produit beaucoup de dioxyde de carbone. Si nous voulons sérieusement atteindre zéro émission nette d’ici 2050, nous ne pouvons pas continuer à produire de l’hydrogène comme nous l’avons fait jusqu’à présent, car la demande en hydrogène devrait augmenter dans les décennies à venir.
Les chercheurs ont soumis des échantillons de déchets plastiques à un chauffage rapide par Joule pendant environ quatre secondes, élevant leur température à 3.100 XNUMX degrés Kelvin. Au cours de ce processus, l’hydrogène contenu dans les polymères s’est évaporé, laissant derrière lui du graphène, une couche unique d’atomes de carbone incroyablement légère et résistante.
"Lorsque nous avons découvert pour la première fois le chauffage Flash Joule et l'avons appliqué pour convertir les déchets plastiques en graphène, nous avons observé que de nombreux gaz volatils étaient produits et précipités hors du réacteur", a ajouté Wyss. "Nous nous demandions de quoi il s'agissait, soupçonnant un mélange de petits hydrocarbures et d'hydrogène, mais nous manquions d'instruments pour étudier leur composition exacte."
Le laboratoire du Tour a pu acquérir les outils nécessaires à la caractérisation du contenu vaporisé grâce au soutien du United States Army Corps of Engineers.
"Nous avons montré que nous pouvons récupérer jusqu'à 68 % de cet hydrogène atomique sous forme de gaz avec une pureté de 94 %, et nous savons que le polyéthylène, par exemple, est composé de 86 % de carbone et de 14 % d'hydrogène", a ajouté Wyss. « Développer des méthodologies et des connaissances pour caractériser et quantifier tous les gaz, y compris l'hydrogène, produits avec cette technologie a été pour moi une tâche difficile mais enrichissante.
« Je suis heureux que les compétences que j'ai acquises et utilisées dans ce travail, notamment en chromatographie en phase gazeuse et en analyse du cycle de vie, puissent être appliquées à d'autres projets au sein de notre organisation. J'espère que ces travaux permettront de produire de l'hydrogène propre à partir de bouteilles en plastique usagées, résolvant ainsi d'importants problèmes environnementaux tels que la pollution plastique et les émissions élevées de gaz à effet de serre dues à la méthode de reformage du méthane à la vapeur.
Source : techxplore
📩 15/09/2023 10:50