Des chercheurs de l'Illinois transforment les déchets alimentaires en carburéacteur, stimulant ainsi l'économie circulaire
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Les voyages en avion sont plus populaires que jamais, et notre désir de transport rapide signifie que le kérosène est devenu l'un des principaux responsables des émissions de gaz à effet de serre. Des chercheurs de l'université de l'Illinois Urbana-Champaign ont découvert un nouveau moyen de résoudre ce problème en convertissant les déchets alimentaires en carburant aviation durable (SAF) qui répond aux normes de l'industrie sans dépendre de mélanges de combustibles fossiles. Leur procédé, décrit dans une nouvelle étude de Nature Communications, pourrait aider l'industrie aéronautique à atteindre son objectif ambitieux d'émissions nettes de carbone nulles d'ici à 2050.
Sabrina Summers, de l'université de l'Illinois, fait une démonstration d'hydrotraitement du pétrole brut à partir de déchets alimentaires.
Marianne Stein
En bref, le procédé est le suivant : les chercheurs convertissent les déchets alimentaires en biocarburants : Les chercheurs transforment les déchets alimentaires en pétrole brut biologique grâce à un processus de conversion thermochimique appelé liquéfaction hydrothermale (HTL). Ensuite, ils éliminent les impuretés du pétrole brut biologique et, enfin, ils le raffinent à l'aide d'hydrogène et de catalyseurs pour le transformer en carburant d'aviation.
Cette approche peut être appliquée à une grande variété de matières premières et de types de pétrole, ce qui pourrait ouvrir une nouvelle voie pour l'obtention de carburants.
"Le HTL imite la formation naturelle du pétrole brut dans la terre. Elle utilise une chaleur et une pression élevées pour convertir la biomasse humide en pétrole brut biologique. L'objectif de ce travail est de transformer ce pétrole brut biologique en carburants de transport qui peuvent être directement injectés dans l'infrastructure énergétique existante", a déclaré l'auteur principal, Sabrina Summers, qui a récemment obtenu un doctorat du département d'ingénierie agricole et biologique (ABE), qui fait partie du College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences et du Grainger College of Engineering de l'Université de l'Iowa.
Dans ce projet, les chercheurs ont utilisé des déchets provenant d'une installation de transformation alimentaire voisine. À l'échelle mondiale, plus de 30 % des aliments sont gaspillés chaque année à tous les niveaux de la chaîne d'approvisionnement - de la ferme au transport, en passant par la transformation, la vente au détail, la restauration et les ménages. La décomposition des aliments dans les décharges et les usines de traitement des eaux usées contribue aux émissions de gaz à effet de serre, et le recyclage des déchets favorise le développement durable.
Mais la HTL peut traiter des matières premières provenant d'une large gamme de biodéchets, y compris les aliments, les boues d'épuration, les efflorescences algales, le fumier de porc et les résidus agricoles.
"Pour atteindre les objectifs de l'industrie aéronautique en matière de décarbonatation du kérosène, nous avons besoin de nombreuses sources renouvelables différentes, et l'agriculture va jouer un rôle essentiel en termes de fourniture de matières premières", a déclaré Yuanhui Zhang, professeur à l'ABE et auteur correspondant de l'étude.
Pour convertir le pétrole brut en carburéacteur, les chercheurs ont d'abord éliminé les impuretés telles que l'humidité, les cendres et le sel. Ils ont ensuite utilisé un processus appelé hydrotraitement catalytique pour éliminer les éléments indésirables tels que l'azote, l'oxygène et le soufre, ne laissant que les hydrocarbures nécessaires au carburant. Après avoir testé des dizaines d'options, ils ont identifié le cobalt-molybdène comme le catalyseur commercial le plus efficace pour conduire les réactions chimiques nécessaires et raffiner le pétrole en carburant d'aviation durable.
Pour optimiser le processus d'hydrotraitement, les chercheurs ont ajusté des variables telles que la température, les charges de catalyseur et d'hydrogène, et le temps de rétention afin d'identifier les meilleures conditions pour produire du carburéacteur. Ils ont ensuite testé leur carburant aviation durable par rapport aux normes rigoureuses établies par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) et la Federal Aviation Administration. Leur échantillon SAF a passé avec succès les tests de présélection Tier Alpha et Beta et a satisfait à toutes les spécifications du carburéacteur conventionnel, sans nécessiter d'additifs ni de mélange avec des combustibles fossiles.
Cette technologie pourrait être mise à l'échelle en vue d'une production commerciale, a fait remarquer M. Zhang.
"Nos recherches permettent de résoudre les problèmes scientifiques et techniques, puis l'industrie peut intervenir. Le processus peut être appliqué à d'autres types d'huiles pour les SAF. Il peut également remplacer d'autres matériaux, tels que les composés dérivés du pétrole pour la fabrication de plastiques. Il s'agit là d'un potentiel énorme en termes d'opportunités commerciales et de développement économique", a-t-il déclaré.
M. Zhang a mis au point un indice permettant de mesurer la bioéconomie circulaire, et il estime que les SAF apportent une contribution précieuse à la circularité.
"Dans une économie linéaire, nous produisons quelque chose, nous l'utilisons et nous le jetons. Dans ce projet, nous prenons les déchets et récupérons l'énergie et les matériaux pour fabriquer un produit utilisable. Cela comble un chaînon manquant dans le paradigme circulaire", a-t-il conclu.
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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