11.04.2022 - Nanyang Technological University

Une nouvelle méthode pour convertir les déchets plastiques en carburant hydrogène propre

Des scientifiques de l'université technologique de Nanyang, à Singapour (NTU Singapore), ont mis au point une nouvelle méthode de conversion des déchets plastiques en hydrogène, basée sur la pyrolyse, un processus chimique à haute température.

Contrairement aux bouteilles en plastique PET qui peuvent être recyclées facilement, les déchets plastiques contenant des emballages alimentaires contaminés, du polystyrène et des sacs en plastique, sont difficiles à recycler. Elles sont actuellement incinérées ou enfouies dans des décharges, ce qui entraîne une pollution de l'eau et du sol.

Grâce à la pyrolyse, les déchets plastiques peuvent être convertis en deux produits principaux, l'hydrogène et une forme de carbone solide, appelée nanotubes de carbone. L'hydrogène est utile pour produire de l'électricité et alimenter des piles à combustible comme celles que l'on trouve dans les véhicules électriques, l'eau propre étant son seul sous-produit.

Afin d'affiner la nouvelle méthode de conversion et d'évaluer sa faisabilité commerciale, l'équipe de recherche la teste sur le Smart Campus de la NTU pour traiter les déchets plastiques locaux, en partenariat avec Bluefield Renewable Energy, une entreprise environnementale locale spécialisée dans les technologies mobiles de transformation des déchets en ressources.

Le projet de recherche conjoint de plusieurs millions de dollars, soutenu par l'Industry Alignment Fund-Industry Collaboration Projects (IAF-ICP) administré par l'Agence pour la science, la technologie et la recherche de Singapour (A*STAR), vise à développer des solutions réalisables pour augmenter de manière économique la conversion des déchets plastiques en hydrogène au cours des trois prochaines années.

Le projet explorera également le potentiel d'autres technologies émergentes pour la gestion décentralisée des déchets. La conversion de flux de déchets difficiles en énergie et en ressources précieuses, comme le gaz de synthèse, le charbon bio, le charbon actif et les nanotubes de carbone, sera étudiée.

Avec 832 millions de kilogrammes de déchets plastiques non recyclés produits chaque année à Singapour, l'énergie convertie pourrait potentiellement alimenter jusqu'à 1 000 appartements de cinq pièces pendant un an.

Dirigé par le professeur associé Grzegorz Lisak du Nanyang Environment and Water Research Institute (NEWRI) de la NTU, le projet de recherche a utilisé des déchets marins collectés dans les eaux locales en collaboration avec le Ocean Purpose Project, une organisation non gouvernementale et une entreprise sociale basées à Singapour.

Avec 269 millions de kilogrammes de déchets plastiques flottant actuellement dans les océans, l'équipe de la NTU estime que s'ils étaient convertis en énergie, ces déchets pourraient alimenter un véhicule électrique sur 20 à 40 millions de kilomètres, soit 500 à 1000 fois la circonférence de la Terre.

"Dans le cadre de la campagne de durabilité de la NTU, en développant de nouvelles façons de transformer les déchets en trésors, nous cherchons à convertir les déchets plastiques qui ne peuvent pas être recyclés en produits chimiques et ressources de grande valeur, tels que le carburant hydrogène, le carburant synthétique qui pourrait remplacer l'essence, et les nanotubes de carbone utilisés pour de nombreuses applications industrielles", a expliqué le co-inventeur, le professeur agrégé Lisak, directeur du Residues, Resource and Reclamation Centre (R3C) au NEWRI, qui est également membre de la faculté de l'école de génie civil et environnemental.

En novembre dernier, les chercheurs du NEWRI ont participé à Race For Oceans Singapore, une course de kayak organisée par le Ocean Purpose Project, pour collecter des déchets plastiques le long des côtes de Singapour. L'objectif était double : nettoyer les déchets marins par le biais du sport et de la mobilisation communautaire et utiliser ces déchets comme matériel de recherche pour développer un processus efficace de transformation des déchets plastiques en hydrogène.

Mme Mathilda D'silva, PDG et fondatrice du projet Ocean Purpose, a déclaré : "Notre collaboration avec le NTU NEWRI arrive à un moment critique où nous devons repenser la façon dont les plastiques sont recyclés en Asie. Comme l'a montré notre récente collaboration dans le cadre de l'Ending Plastic Pollution Innovation Challenge (EPICC) du Programme des Nations Unies pour le développement, où le NTU NEWRI a montré comment les plastiques de Lombok, en Indonésie, pouvaient être convertis en hydrogène, il est clair qu'il existe une ressource inexploitée et hautement disponible de plastique océanique qui peut être convertie en carburant du futur : l'hydrogène, qui changera la donne en éliminant la pollution océanique à grande échelle.

"La recherche de pointe, l'innovation et le dynamisme de l'équipe NEWRI de la NTU constituent une collaboration de rêve pour les ONG comme la nôtre, qui œuvrent pour la conservation des océans et qui doivent aller au-delà des campagnes de sensibilisation et du nettoyage des plages pour bouleverser complètement nos idées sur la façon de traiter les déchets plastiques. Nous sommes fiers, en tant qu'influenceurs de la transformation du plastique en ressources, de promouvoir nos recherches basées à Singapour, qui forgeront un nouvel avenir pour la récupération du plastique, en nettoyant potentiellement des milliers de côtes en Asie."

M. Craig Gavin, directeur technique de Bluefield Renewable Energy (BRE), a déclaré : "Pendant cette pandémie, on a constaté une augmentation de l'utilisation du plastique, car la plupart d'entre nous emportent nos aliments dans des récipients en plastique et font davantage d'achats à l'épicerie. Les pratiques et les efforts actuels pour les recycler ont été difficiles et nécessitent leur élimination dans des décharges et/ou des usines d'incinération, ce qui entraîne des problèmes de contamination environnementale. Chez BRE, nous sommes fiers de notre capacité à transformer les déchets en ressources grâce à notre système de flexi-pyrolyse.

"La collaboration avec le NTU NEWRI nous a permis d'utiliser ces flux de déchets plastiques non respectueux de l'environnement comme matière première et de les convertir en ressources précieuses. Le marché s'orientant vers une économie fonctionnant à l'hydrogène, cette collaboration nous permet d'étendre nos applications technologiques et de commercialiser les innovations créées localement, pour finalement construire un centre de ressources centré sur Singapour."

L'équipe de recherche affirme que le carbone solide issu de son nouveau processus de conversion est beaucoup plus facile à stocker que les émissions deCO2 gazeux provenant de l'incinération des déchets plastiques. En outre, le carbone solide peut être facilement vendu comme matière première pour la fabrication de produits chimiques spéciaux ou de biocarburants.

Par exemple, il s'agit d'une source de carbone plus écologique pour la fabrication de nanotubes de carbone, qui sont utiles pour de nombreuses applications telles que les batteries et la fabrication de composites, explique le Dr Andrei Veksha, chercheur principal au NEWRI et co-inventeur du processus qui pilote la technologie.

La transformation des déchets plastiques en hydrogène est un processus en deux étapes : les déchets plastiques sont d'abord décomposés par chauffage en gaz qui contiennent de faibles concentrations de molécules d'hydrogène. Au cours de la deuxième étape, lorsque les gaz pénètrent dans un réacteur rempli d'un catalyseur, la technologie permet la libération d'hydrogène et la formation de nanotubes de carbone.

Si l'initiative est couronnée de succès, elle aidera Singapour à réduire la quantité totale de déchets éliminés et à prolonger la durée de vie de l'unique décharge de Singapour, la décharge de Semakau, qui devrait manquer d'espace d'ici 2035.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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