Les minéraux synthétisés à partir de cendres volantes sont capables d’adsorber le dioxyde de carbone : voilà le sujet de recherche des scientifiques de l’Institut central des mines de Katowice (GIG) qui poursuivent leurs travaux en coopération avec une équipe internationale de chercheurs.
L’objectif du projet « COALBYPRO Innovative Management of COAL BY-PROducts leading also to CO2 emissions reduction » est de développer les méthodes d’utilisation des cendres volantes, sous-produit de la combustion du charbon, pour la synthèse de zéolithes (minéraux qui peuvent capter le CO2). Le projet est financé par le Fonds de recherche du charbon et de l’acier de l’Union européenne. Il est réalisé par un consortium de recherche international dirigé par le Centre Ethniko Kentro Erevnas Kai Technologikis Anaptyxis (CERTH) de Grèce. Parmi les participants au projet, l’on peut compter aussi les représentants de trois centres de recherche en République tchèque et d’un centre allemand.
Les zéolithes constituent un groupe particulier de minéraux qu’on appelle « les tamis moléculaires », car elles sont constituées par un réseau de très fines cavités vides. Grâce à ces cavités, les zéolithes peuvent capturer diverses substances, comme une éponge qui absorbe l’eau. Selon le diamètre des pores, les zéolithes adsorbent des particules de volumes plus ou moins importants. Le dioxyde de carbone s’infiltre plus facilement dans les pores que de nombreux autres gaz, et on obtient les meilleurs résultats avec les zéolithes X. Celles-ci n’existent pas dans la nature, mais elles peuvent être synthétisées, ce qui permet de les concevoir de manière optimale pour qu’elles puissent adsorber une quantité maximale de CO2.
Les cendres volantes purifient les gaz d’échappement
Les chercheurs ont eu l’idée de capter le CO2 dans les cendres volantes et dans les zéolithes qui en sont dérivés. L’avantage est double, car cela permet de capturer le gaz indésirable et, en même temps, d’utiliser les déchets industriels. « Le traitement hydrothermal est la méthode utilisée le plus fréquemment pour la synthèse de zéolithes à partir des cendres de charbon. Dans le cas des cendres provenant de la combustion de la houille, les chercheurs ont aussi appliqué le traitement hydrothermal, mais dans le cas des cendres provenant de la combustion du lignite, avant la synthèse hydrothermale, les cendres ont été frittées avec de l’hydroxyde de sodium. L’optimisation des paramètres (température, durée) du processus de synthèse de la zéolite (du « sorbant »), à partir des cendres volantes, a permis de réduire les coûts de production », explique la professeure Barbara Białecka de l’Institut central des mines, participant au projet. À part cela, les scientifiques ont mis au point une méthode de réutilisation de certaines substances utilisées dans l’élaboration du « sorbant ».
À deux pas d’entrer sur le marché
Les chercheurs ont synthétisé divers types de zéolithes à partir de cendres volantes, entre autres les zéolithes X. Ils préparent actuellement les principes de la technologie d’adsorption du CO2 à l’échelle industrielle. La procédure de demande de brevet est en cours. Jusqu’à présent, les recherches sur l’adsorption du CO2 des zéolithes ont été réalisées à l’échelle du laboratoire. Des tests à l’échelle semi-industrielle sur l’installation PSEA (située en République tchèque) sont supposés confirmer l’efficacité de cette invention. Étant donné qu’en général on sait très peu sur l’utilisation des zéolithes en tant que « sorbants » de gaz (y compris du CO2), l’un des objectifs du projet consiste à promouvoir ses résultats pour attirer de potentiels partenaires industriels. À part les zéolithes X, les chercheurs ont obtenu de nouvelles structures, similaires aux zéolithes, qui peuvent être utilisées dans le traitement des déchets radioactifs, ainsi que dans le secteur de la construction.
Institut central des mines
