Transformer les déchets organiques en additifs de biocarburants renouvelables à l’aide de rayonnements

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Crédit : CC0 Domaine public

Des ingénieurs de l’Université de Lancaster ont mené des recherches qui découvrent un moyen de générer des additifs pour biocarburants renouvelables, en utilisant des rayonnements qui pourraient être dérivés des déchets nucléaires.

La proportion d’essence renouvelable devrait passer à 20 % au cours des prochaines années, ce qui signifie que la découverte d’une nouvelle voie de production pour ces additifs pourrait aider à lutter contre les émissions de dioxyde de carbone et le changement climatique.

Dans le document de recherche intitulé « Production d’origine nucléaire d’additifs pour carburants renouvelables à partir de déchets organiques », publié dans la revue Chimie des communications, les ingénieurs proposent un procédé pour générer un tel additif, le solketal, en utilisant les déchets des industries biochimiques et nucléaires, appelé bioraffinerie nucléaire.

Doctorat de l’Université de Lancaster Le chercheur Arran Plant a déclaré : « Cette recherche présente une nouvelle avancée qui utilise le rayonnement qui pourrait, à l’avenir, être dérivé des déchets nucléaires pour produire des additifs de biocarburants renouvelables à partir de déchets de biodiesel, qui pourraient ensuite être utilisés dans des mélanges de carburants pétroliers modernes. Les proportions de carburants dérivés du pétrole devraient passer de 5 % à 20 % d’ici 2030, les additifs pour carburant ainsi obtenus pourraient aider à atteindre les objectifs de zéro émission nette de carbone. »

Malcolm Joyce, professeur d’ingénierie nucléaire à l’Université de Lancaster, a déclaré : « La cogénération avec l’énergie nucléaire est un domaine important de la recherche actuelle, par exemple, l’utilisation de la chaleur parallèlement à la production d’électricité. Nous avons cherché à déterminer si le rayonnement pourrait également présenter un possibilité similaire, et a découvert qu’il peut : dans ce cas, produire un additif pour carburant à faible teneur en carbone. »

Le Dr Vesna Najdanovic, experte en biocarburants de l’Université d’Aston, et auparavant de l’Université de Lancaster, a déclaré : « Je suis tellement enthousiasmée par notre travail car il révèle une nouvelle méthode de traitement des déchets de l’industrie du biodiesel à l’aide de l’énergie nucléaire usée. Cette technologie verte ouvrir la voie à l’utilisation des déchets comme ressource pour produire des produits chimiques et des biocarburants de valeur. »

Une énergie fiable et à faible émission de carbone provenant du nucléaire ou des biocarburants fait partie intégrante de nombreuses stratégies de réduction des émissions de carbone, mais les centrales nucléaires ont des coûts initiaux élevés et la fabrication de biodiesel produit du glycérol résiduel, qui a peu d’utilisations secondaires.

La combinaison de technologies pour créer des matières premières à partir de déchets de glycérol à l’aide de rayonnements ionisants pourrait diversifier l’utilisation de l’énergie nucléaire, et également faire une utilisation précieuse des déchets de biodiesel.

Les chercheurs ont découvert que l’énergie résiduelle du combustible nucléaire usé peut être exploitée pour produire un catalyseur radio-induit à courte durée de vie. Ce catalyseur facilite une réaction qui produit à la fois du solcétal et de l’acétol. Ce processus renonce à l’exigence d’étapes coûteuses et énergivores telles que les changements de pH, les températures élevées, les pressions élevées ou les réactifs catalytiques supplémentaires avec des coûts de traitement par rayonnement continus négligeables une fois entièrement mis en place.

Solketal est un additif de carburant émergent qui augmente l’indice d’octane du carburant et réduit la formation de gomme, empêchant ainsi la combustion irrégulière du carburant (cognement) et les pertes d’efficacité du moteur tout en réduisant les émissions de particules. Pendant ce temps, l’acétol peut être utilisé dans la production d’autres produits chimiques utiles tels que le propylène glycol et les dérivés de furane, ou comme agent de teinture pour la fabrication de textiles.

Compte tenu de l’évolutivité de ce processus aux installations nucléaires existantes en Europe (c’est-à-dire les piscines de combustible usé ou les réacteurs à eau sous pression contemporains), les chercheurs ont émis l’hypothèse que 104 tonnes par an de solcétal pourraient être générées par la coproduction nucléaire. Cela équivaudrait à des quantités importantes de mélange de carburant utilisable par an.

Une augmentation de 5 à 20 % v/v de la proportion d’énergies renouvelables dans les mélanges de pétrole commerciaux est prévue d’ici 2030, et il a été récemment annoncé que l’essence E10 serait adoptée comme qualité standard au Royaume-Uni. Le solketal issu de la biomasse d’origine nucléaire pourrait contribuer dans ce contexte aux objectifs de zéro émission nette, combinant cogénération et coproduction à faible émission de carbone.


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Plus d’information:
Usine, AG et al, Production nucléaire d’additifs pour combustibles renouvelables à partir de déchets organiques, Commun Chem (2021). doi.org/10.1038/s42004-021-00572-5

Fourni par l’Université de Lancaster

Citation: Transformer les déchets organiques en additifs de biocarburants renouvelables par rayonnement (2021, 22 septembre) récupéré le 22 septembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-09-renewable-biofuel-additives.html

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