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Cette centrale électrique révolutionnaire transforme le problème du CO2 en solution durable

Dans un monde où l’état de l’environnement ne cesse de se dégrader, la recherche de modes de production d’énergie plus propres devient de plus en plus pressante. Justement, des chercheurs ont peut-être trouvé une solution incroyable, qui bénéficierait même à plusieurs secteurs.

En 2015, des chercheurs de l’université George Washington ont proposé une méthode pour transformer les émissions de CO2 en nanotubes de carbone. La technologie peut fonctionner avec presque tous les types de centrales, mais les chercheurs ont étudié spécifiquement son application aux centrales à cycles combinés au gaz naturel, qui disposent d’un rendement énergétique plus élevé et produisent une énergie plus verte que d’autres types de centrales, mais émettent tout de même de grandes quantités de CO2.

Une centrale électrique via Shutterstock
Une centrale électrique via Shutterstock

L’idée est d’utiliser un électrolyseur au carbonate de lithium à une centrale à cycle combiné, la transformant en une centrale à cycle combiné à nanofibres de carbone. En utilisant l’électrolyse – cette technologie qui consiste à séparer les molécules d’eau pour les transformer en hydrogène – le système applique une tension électrique pour séparer le CO2 en oxygène gazeux et en nanofibres de carbone. Dans le processus, l’ajout de petites quantités de nickel entraîne le creusement des nanofibres, qui deviennent des nanotubes de carbone.

Les mêmes chercheurs ont réalisé une estimation thermodynamique de la centrale envisagée. Ils ont constaté que le concept est économiquement faisable et améliore même l’efficacité énergétique des centrales électriques. Selon Stuart Licht, professeur de chimie à l’université George Washington et directeur de l’étude, « la technologie incite à l’élimination du dioxyde de carbone en transformant ce gaz à effet de serre en un produit utile pour améliorer l’impact du changement climatique ».

Une centrale électrique via Shutterstock
Une centrale électrique via Shutterstock

En réalité, la production de nanotubes de carbone sera plus rentable, pour les centrales à combustibles fossiles, que le fait même de produire de l’énergie, et cela devrait conduire à une transition vers une société durable. Car les nanotubes de carbone ont plus de vingt fois la résistance de l’acier ou de l’aluminium et sont d’un poids inférieur. « Nous espérons que ce matériau remplacera complètement le marché colossal de l’acier et de l’aluminium. Les nanotubes de carbone sont aussi utiles dans la nanoélectronique, l’administration des médicaments [aux malades] et les textiles » (comme les vêtements pare-balles) explique Start Licht.

L’évaluation des chercheurs montre que pour chaque tonne de méthane consumée, une centrale électrique à cycle combiné classique produit 909 $ d’électricité et émet 2,74 tonnes de CO2. En revanche, la centrale à cycle combiné à nanofibres de carbone envisagée produirait environ 835 $ d’électricité, soit environ 8 % de moins. Mais en plus, la seconde n’émettrait pas de CO2 et produirait 0,75 tonne de nanotubes de carbone pour une valeur supplémentaire de 225 000 $.

Le schéma d'une centrale à cycle combiné à gaz naturel à gauche et d'une centrale à cycle combiné à nanofibres de carbone à droite
Le schéma d’une centrale à cycle combiné à gaz naturel à gauche et d’une centrale à cycle combiné à nanofibres de carbone à droite

Ainsi, la faible diminution de la production énergétique est bien plus que compensée par l’émission des nanofibres de carbone et par les nanotubes qui pourraient en résulter, essentiellement grâce au coût de ce matériau. Actuellement, ce montant est d’environ 236 000 euros par tonne grâce aux moyens utilisés aujourd’hui. La nouvelle méthode ferait passer ce coût de production à seulement 2000 $ la tonne.

Les chercheurs espèrent que ces importants profits potentiels feront de la technologie un choix évident. Et même si la valeur des nanotubes devrait diminuer dans le futur compte tenu de la baisse à venir de leurs coûts de production, cela devrait certainement participer à la diffusion de la croissance de ce marché, et ainsi avoir un impact positif sur les nombreux domaines qui les utilisent, comme l’industrie automobile, aérienne ou éolienne.

Une centrale électrique via Shutterstock
Une centrale électrique via Shutterstock

L’évaluation des chercheurs montre en outre que les centrales à cycle combiné à nanofibres de carbone sont aussi intéressantes, par rapport aux autres types de centrales, sur d’autres points. Par exemple, la technologie des chercheur permet des économies d’énergie sur le stockage du CO2 rejeté (il n’est ici pas stocké, mais transformé) ou sur le brûlage du gaz naturel des centrales qui utilisent ce combustible.

Une centrale électrique via Shutterstock
Une centrale électrique via Shutterstock

Les chercheurs travaillent actuellement à l’élaboration concrète de leur technologie, et cela devrait vraisemblablement marquer un tournant dans plusieurs domaines, et notamment dans l’écologie, l’industrie et la production énergétique. Si les énergies propres vous intéressent, découvrez comment l’Ecosse a réussi à ce que plus de la moitié de son électricité provienne d’énergies renouvelables.

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