L’innovation nucléaire s’intéresse aux cellules électrochimiques, un procédé de conversion du dioxyde de carbone en énergie. Un nouveau processus issu des travaux des scientifiques du département américain de l’énergie du Idaho National Laboratory (INL).
L’innovation nucléaire dans la conversion énergétique
La cellule électrochimique facilite une réaction chimique qui convertit le dioxyde de carbone capturé en monoxyde de carbone ou en méthane. Ces composés sont d’importants précurseurs pour de nombreux procédés ou produits industriels. Elle utilise un matériau céramique qui conduit facilement les protons (atomes d’hydrogène), qui sont fournis par une simple molécule telle que l’eau.
Ces protons se combinent ensuite avec le dioxyde de carbone dans une réaction électrochimique pour produire du monoxyde de carbone ou du méthane.
Une innovation très prometteuse
Selon Dong Ding, qui dirige les scientifiques de l’INL travaillant sur ce projet, la cellule est l’une des technologies les plus prometteuses de conversion. Cette cellule permet l’exploitation de chaleur et d’électricité provenant des énergies renouvelables et nucléaire pour rompre la liaison des oxydes de carbone dans le CO2. Ding considère la rupture des liaisons des oxydes de carbone comme « très difficile ».
Une cellule issue des travaux de l’INL
La cellule électrochimique en céramique protonique est développée dans le cadre d’un projet financé par le programme de recherche et développement dirigé en laboratoire de l’INL. L’équipe de l’INL a montré que la surface du matériau céramique peut être affinée. Ainsi, elle deviendrait sélective pour les précurseurs à destination de la production de monoxyde de carbone ou de méthane.
Recycler le CO2 issu des réacteurs
Cette nouvelle cellule découverte par l’INL se destine logiquement à l’industrie, principalement nucléaire. En effet, elle pourrait prendre l’avantage de technologies à haute température comme des systèmes d’énergie intégrée. Ainsi, ce procédé inclut la prochaine génération de réacteurs nucléaires avancés, où se situent également des installations industrielles produisant biocarburants, bioénergie ou bioproduits.
La vapeur et l’électricité à haute température du réacteur pourraient alors être utilisées pour recycler le CO2 de l’usine de bioénergie.
Une collaboration pour le développement à grande échelle
Des chercheurs de l’Argonne National Laboratory, du Sandia National Laboratories et du Pacific Northwest National Laboratory collaborent avec l’équipe de Ding. Ils cherchent à intensifier le processus, avec des plans afin de fabriquer des cellules électrochimiques plus grandes.
Un projet de démonstration énergétique utilisant cette nouvelle cellule est prévu dans les laboratoires de l’INL à Idaho Falls. Les résultats des recherches de l’INL ont été publiés en ligne dans le journal Nature Catalysis.
