Convertir le CO2 en biocarburant

[invite5d6f9427]

Bonjour

Convertir le CO2 en biocarburant

https://www.ornl.gov/news/nano-spike...rectly-ethanol
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[JPL]

Sauf que catalyseur ou pas c'est une réaction de réduction très poussée, ce qui nécessite de fournir beaucoup d'énergie, donc d'émettre du CO₂ sauf hypothèse assez utopique que 100% de cette énergie proviendrait du renouvelable. Et in fine en brûlant ce carburant on récupèrera beaucoup moins d'énergie que ce qu'il aura fallu fournir. Et je ne parle même pas de l'énergie qu'il faudra dépensez pour collecter ce CO₂.

Donc ce n'est pas inintéressant mais d'intérêt bien plus limité qu'on ne le pense.

[invite5d6f9427]

Bonjour

Tu a raison JPL, cela est d'intérêt limité, mais gardon espoir en la recherche, afin d'ouvrir d'autre horizon.

[RomVi]

Bonjour

Pour transformer du CO2 en éthanol il faut fournir au minimum la même quantité d’énergie que ce que l'éthanol va restituer pour produire du CO2, sans compter la part PCS - PCI qui n'est généralement pas valorisable sur un biocarburant.
Il existe une multitude de procédés équivalents, mais aucun n'a vraiment d’intérêt, si ce n'est de faire du sensationnalisme.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb6b93040]

Il y a bien un rendement de conversion mais rien sur l'énergie consommée

L'équipe a utilisé un catalyseur constitué de charbon, de cuivre et d'azote avec une tension appliquée pour déclencher une réaction chimique complexe
...
la solution de dioxyde de carbone dissous dans de l'eau est transformé en éthanol avec un rendement de 63 pour cent

La nouveauté semble être là

il est extrêmement difficile à partir de dioxyde de carbone de produire de l'éthanol avec un catalyseur unique."
..
Cette approche nano-texturation évite l'utilisation de métaux coûteux ou rares tels que le platine qui limitent la viabilité économique de nombreux catalyseurs.

[JPL]

De toute façon même si le catalyseur permettait d'avoir un rendement de 100% (utopique) on bute sur l'énergie nécessitée pour passer de l'état initial à l'état final et c'est là que se situe l'essentiel du besoin énergétique. Les lois de la thermodynamique sont impitoyables.

[invitef29758b5]

Salut

Convertir le CO2 en biocarburant

C' est tout sauf "bio" .
Il n' y a aucune intervention d' organisme vivant .
Le pétrole est plus bio que ce carburant de synthèse .

[RomVi]

Il y a bien un rendement de conversion mais rien sur l'énergie consommée

L’énergie nécessaire (pour reconstituer les liaisons atomiques) est au moins celle restituée pour effectuer la conversion inverse (libérée par les liaisons rompues), il s'agit de chimie niveau lycée.

[inviteb6b93040]

C'est le cas de tout les moyens de stockage de l'énergie électrique, mais pour le comparer il faudrait connaitre l'électricité fournis par litre d’éthanol.
Puisqu'ils disent que "Cela pourrait aider à équilibrer une grille fournie par des sources renouvelables intermittentes."

[invitee83e5c9e]

Salut


C' est tout sauf "bio" .
Il n' y a aucune intervention d' organisme vivant .
Le pétrole est plus bio que ce carburant de synthèse .

Salut;
c'est la même erreur que j'ai déjà fait, on m'a suggéré l'appellation écho-carburant,
écris comme cela mon correcteur de faute l'accepte .

[JPL]

Il accepterait peut-être mieux éco-carburant

[Archi3]

C'est la dernière phrase qu'il faut bien lire :

The researchers plan to refine their approach to improve the overall production rate and further study the catalyst’s properties and behavior.

ce qui est sous-entendu en général : le truc marche super bien pendant une heure et après l'état de surface du catalyseur est tellement dégradé qu'il faut le changer, et ça coute super cher.

[saint.112]

Je trouve que ce genre de “découverte“ est assez comparable à celles sur le mouvement perpétuel : c'est l'utopie selon laquelle il serait possible de s'affranchir des lois de la physique les plus élémentaires ou de les contourner. N'y a-t-il pas une première confusion conceptuelle dans l'idée de “convertir le CO₂“ ? En toute rigueur chimique on peut le dissocier pour utiliser le C dans d'autres molécules, organiques si possible. D'ailleurs, si je me rappelle mes cours de chimie (assez lointain), un catalyseur peut favoriser une réaction exothermique ou neutre mais pas provoquer une réaction aussi endothermique que la dissociation d'une molécule comme le CO₂. Me goure-je ?

Cela dit, la technologie pour extraire le C du CO₂ existe depuis des milliards d'années : la photosynthèse. Elle n'utilise pas de catalyseur mais une quantité substantielle d'énergie : la lumière. S'il avait été possible d'utiliser un catalyseur et de se passer au moins en partie d'énergie, je ne doute pas que le Créateur¹ en Sa grande sagesse aurait appliqué le principe. Ce qui est tout de même un bon indice qu'on aura du mal à faire mieux.

Nico

1) Je me réfère à l'intelligent designer juste au cas où les Evangélistes prendraient le pouvoir et imposeraient leurs vues.

[Moinsdewatt]

Bonjour

Convertir le CO2 en biocarburant

https://www.ornl.gov/news/nano-spike...rectly-ethanol

L'article est mal fichu et n' insiste pas assez sur le fait que ça demande évidemment de l' électricité comme source énergétique.

Ailleurs :

Researchers at the Oak Ridge National Laboratory in the US used complex nanotechnology techniques to turn the dissolved gas CO2 into ethanol.

......
The solution of carbon dioxide dissolved in water was turned into ethanol, with a yield of 63 to 70 per cent.

“That means that of all the carbon dioxide and electricity going into it, you don’t waste much of it. The majority of it ends up converted into ethanol,” Dr Rondinone said.

The researchers are now working to improve the efficiency of the process and find out more about the catalyst’s properties.

“A process like this would allow you to consume extra electricity when it’s available to make and store as ethanol,” Dr Rondinone said.

“This could help to balance a grid supplied by intermittent renewable sources.”

The work was part funded by the US Department of Energy’s Office of Science.

http://www.independent.co.uk/news/sc...-a7369096.html

Travaux financés par le ministère de l' Energie US. Bon, ça à l'air un peu sérieux.

Donc le rendement de conversion énergétique de l' électricité en éthanol est de 63 à 70 % pour le moment, ce qui n' est pas si mal.

Faudrait comparer au rendement de conversion énergétique de la production d' H2.

L' éthanol a l' avantage d' être facile à stocker et distribuer, et il y a déjà une filière d' incorporation à l' essence.

[inviteb6b93040]

On peut aussi l'utiliser dans des piles à combustible

La densité énergétique de l'éthanol (c'est-à-dire la quantité d'énergie relâchée pour un volume donné d'éthanol utilisé) est bien plus importante que celle de l'hydrogène, même fortement compressé.

L'éthanol est un liquide riche en hydrogène et a une meilleure densité énergétique (8,0 kWh/kg) que celle du méthanol (6,1 kWh/kg).
...
De nouveaux électrocatalyseurs nanostructurés (comme HYPERMEC de ACTA SpA, par exemple) ont été développés, et sont basés sur des métaux non nobles, préférentiellement des mélanges de Fe, Co, Ni pour l'anode, et Ni, Fe, ou Co seul(s) pour la cathode. Avec l'éthanol, des densités énergétiques atteignant jusqu'à 140 mW/cm² à 0,5 V ont été obtenues à 25 °C avec des piles auto-alimentées contenant des membranes pour échange d'anions commerciales. Ce catalyseur ne contient aucun métal précieux.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_%...9thanol_direct

Ce commentaire est il exagéré ?

Gros plan sur la pile DMFC (Direct Méthanol Fuel Cell) 4cm2 "conversion directe en électricité de méthanol ou d'éthanol"

Nous conseillons aux passionnés de faire l'acquisition de ce kit chez Mini-Hydrogen. Un prototype de moteur avec pile à combustible au méthanol à partir de 99€ "A tester d'urgence"

Nous conseillons aux hommes politiques de financer la mise en place de cette technologie chez les constructeurs automobiles et de subventionner les acheteurs d'automobile utilisant la pile au méthanol afin de remplacer le pétrole par la bio-masse ! C'est bien moins cher que de faire la guerre au moyen Orient et bien plus humain et écologique ....
http://www.auto-magique.com/piledmfc.htm

[inviteb6b93040]

C' est tout sauf "bio" .
Il n' y a aucune intervention d' organisme vivant .
Le pétrole est plus bio que ce carburant de synthèse .

et si on le compare à la photosynthèse en utilisant l'énergie solaire pour produire l'électricité consommé par la réaction
ça capture bien du CO², ça consomme de l'eau et ça rejette de l'oxygène pour produire de l'alcool éthylique avec du carbone
Boire ou conduire, il faut choisir prendra encore plus de poids en faveur de conduire
un bon plan pour diminuer la consommation d'alcool récréatif

[invitee83e5c9e]

Il acepterait peut-être mieux éco-carburant .

Salut;
c'était aussi mon choix, éco-carburant ou écocarburant, mais mon correcteur de faute ne les acceptent pas !

En toute rigueur chimique on peut le dissocier pour utiliser le C dans d'autres molécules, organiques si possible. D'ailleurs, si je me rappelle mes cours de chimie (assez lointain), un catalyseur peut favoriser une réaction exothermique ou neutre mais pas provoquer une réaction aussi endothermique que la dissociation d'une molécule comme le CO₂. Me goure-je ?

Cela dit, la technologie pour extraire le C du CO₂ existe depuis des milliards d'années : la photosynthèse. Elle n'utilise pas de catalyseur mais une quantité substantielle d'énergie : la lumière. S'il avait été possible d'utiliser un catalyseur et de se passer au moins en partie d'énergie, je ne doute pas que le Créateur¹ en Sa grande sagesse aurait appliqué le principe. Ce qui est tout de même un bon indice qu'on aura du mal à faire mieux.

Salut; oui il faut de l'énergie, peut importe le procédé, mais il y a par exemple le procédé d'obtention du chlorure d'hydrogène(HCl) par combinaison de H2 et Cl2, avec l'aide de la lumière et du charbon activé, la lumière du Soleil n'est pas très coûteuse ici, puis avec le HCl on libère le CO2 du calcaire(CaCO3 ou Na2CO3),(note: le CaO obtenu capte le CO2 de l'air et le calcaire est renouvelé), cette étape n'est donc pas difficile, puis par éloctrolyse du chlorure obtenu on obtient l'hydrogène et le chlore qui est renouvelé, il ne reste qu'a obtenir un surplus d'hydrogène qui nous servira a isolé le carbone C du CO2 et obtenir des hydrocarbures qui seront éco-carburant avec l'aide du procédé Fischer-Tropsch avec cependant plus d'hydrogène, car on utilise CO2 ici a la place du CO.
Avec des bons catalyseurs, on a besoin de moins de pression et de chaleur, il ne faut pas abandonné cette recherche qui me parait très prometteuse.

[invitee83e5c9e]

il ne reste qu'a obtenir un surplus d'hydrogène

Avec par exemple l'électrolyse du solution basique ou acide, qui génère aussi de l'oxygène(qu'on laissera s'échappé dans l'atmosphère, je l'espère), j'avais oublié ces détails, je m'excuse.

[RomVi]

NBonjour

Salut; oui il faut de l'énergie, peut importe le procédé, mais il y a par exemple le procédé d'obtention du chlorure d'hydrogène(HCl) par combinaison de H2 et Cl2

Sauf que dans cet exemple H2 et Cl2 séparés "contiennent" plus d’énergie potentielle que HCl, la réaction (qui est spontanée d'ailleurs, il n'y a pas besoin d'apporter de la lumière ou quoique ce soit) libère de l’énergie. Le problème revient donc à produire ces gaz, ce qui va consommer une certaine quantité d’énergie.

[RomVi]

D'ailleurs, si je me rappelle mes cours de chimie (assez lointain), un catalyseur peut favoriser une réaction exothermique ou neutre mais pas provoquer une réaction aussi endothermique que la dissociation d'une molécule comme le CO₂. Me goure-je ?

En effet un catalyseur ne rend jamais possible une réaction, il se contente de l’accélérer en diminuant l’énergie d'activation.

[invitee83e5c9e]

NBonjour

Sauf que dans cet exemple H2 et Cl2 séparés "contiennent" plus d’énergie potentielle que HCl, la réaction (qui est spontanée d'ailleurs, il n'y a pas besoin d'apporter de la lumière ou quoique ce soit) libère de l’énergie. Le problème revient donc à produire ces gaz, ce qui va consommer une certaine quantité d’énergie.

Salut;
Très bonne nouvelle merci, je ne sais pas pourquoi que dans un de mes vieux livre de chimie, on indique qu'il faut de la lumière et du charbon activé, il faudrait donc se méfier car cette réaction peut être explosive.
Oui produire ces gaz par l'électrolyse de chlorure de calcium, de sodium ou de magnésium, exige de l'énergie, mais la calcination du calcaire(CaCO3) pour libérer le CO2 exigerait plus d'énergie encore a mon avis.
Remarque: dans mon message précédent, je doit préciser que c'est plutôt le Ca(OH)2 qu'on obtiendrait (suite a l'électrolyse d'une solution de CaCl2), ce Ca(OH)2 peut capter du CO2 dans l'air(en libérant probablement une molécule d'eau),
en regénérant le calcaire, c'est pour cela que le bilan d'émission de CO2 des carburants que l'on obtiendrait est nulle, alors c'est des éco-carburants .

[RomVi]

Salut;
Très bonne nouvelle merci, je ne sais pas pourquoi que dans un de mes vieux livre de chimie, on indique qu'il faut de la lumière et du charbon activé, il faudrait donc se méfier car cette réaction peut être explosive.

Il s'agissait d'une expérience classique de chimie que l'on ne trouve plus que dans les anciens manuels, elle ne se pratique plus en raison de son danger (la réaction est très violente, bien plus qu'un mélange O2 + H2). Habituellement on mélangeait Cl2 et H2 à volumes égaux, puis on initiait la réaction avec la lumière du soleil, ou en éclairant avec de la poudre de magnésium que l'on faisait tomber dans la flamme d'un bec Bunsen.
A température ambiante Cl2 et H2 se combinent lentement en libérant un peu de chaleur, mais l'augmentation de température ou des traces d'impuretés augmentent la vitesse de réaction, ce qui peut provoquer un emballement, et celle ci se produisait parfois spontanément.

[invite6c250b59]

le rendement de conversion énergétique de l' électricité en éthanol est de 63 à 70 % pour le moment, ce qui n' est pas si mal.

Ce n'est pas "pas si mal" c'est monstrueux. Je pensais que c'était une exagération (genre "63% du CO2 a été converti" ), mais non c'est bien le rendement de conversion énergétique . L'article (le vrai) est là:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/1...201601169/full

J'ai aussi eu un doute en me rendant compte que le journal a quelques semaines d'existence, mais d'un autre coté le corresponding auteur à l'air sérieux. Perso j'attendrais quand même confirmation indépendante.

[invitedb2d1764]

Et ça ne serait pas mieux de développer des technologies capable d'absorber la pollution ?

[invite0bbe92c0]

Et ça ne serait pas mieux de développer des technologies capable d'absorber la pollution ?

Yaka. (et fokon aussi)

[Amanuensis]

Ce n'est pas "pas si mal" c'est monstrueux. Je pensais que c'était une exagération (genre "63% du CO2 a été converti" ), mais non c'est bien le rendement de conversion énergétique . L'article (le vrai) est là:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/1...201601169/full

Je ne suis pas bien sûr que la "Faradaïc efficiency" soit la mesure d'une efficacité énergétique à laquelle on pense naïvement.

C'est mon intuition qui parle, pas vérifié, mais transférer 100% des électrons stockés sous 100 V à un stockage sous 10 V (chiffres au hasard), ce n'est que 10% d'efficacité énergétique au sens où je l'emploierais.

Bref: la notion de "Faradaic efficiency" est à examiner de près... Peut-être ai-je tort, si oui tant mieux.

[Amanuensis]

Autre point, le sort de l'oxygène. Dans une combustion on nous fait couramment croire que l'énergie est dans le carburant. On pourrait argüer qu'il est dans le comburant aussi, et peut-être même principalement.

L'équation donnée met l'oxygène en trop en OH-. Que devient-il ensuite? Faut bien le virer d'une manière ou d'une autre pour avoir un vrai cycle. S'il faut de l'énergie pour cela, faudra la prendre en compte (et elle n'affectera pas la "Faraday efficiency"). Et s'il n'est pas viré en O2 dans l'atmosphère, c'est une perte.

[Garion]

Ce n'est pas "pas si mal" c'est monstrueux. Je pensais que c'était une exagération (genre "63% du CO2 a été converti" ), mais non c'est bien le rendement de conversion énergétique . L'article (le vrai) est là:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/1...201601169/full

J'ai aussi eu un doute en me rendant compte que le journal a quelques semaines d'existence, mais d'un autre coté le corresponding auteur à l'air sérieux. Perso j'attendrais quand même confirmation indépendante.

Exactement, si le procédé est industrialisable, c'est une excellente nouvelle pour stocker les surplus d'électricité renouvelable, ce qui est le problème actuel pour pouvoir augmenter sa part dans le mix énergétique.
Jusqu'à présent, c'était le procédé de méthanation (fabrication de méthane avec du CO2 et de l'électricité, mais avec un rendement beaucoup moins bon) qui était la piste de recherche principale, mais cette découverte pourrait changer la donne.
Et puis cela permettrait de retraiter directement le CO2 émis par l'industrie en couplant ces industries à des usines utilisant ce procédé.
On va peut-être enfin pouvoir augmenter la part des renouvelables sans tomber dans les problèmes qu'ont déjà l'Allemagne à équilibrer leur réseau (ils ont même vendu de l'électricité à des prix négatifs cette année à cause de surproduction).

[invitee83e5c9e]

Et puis cela permettrait de retraiter directement le CO2 émis par l'industrie en couplant ces industries à des usines utilisant ce procédé.

Salut;
pas d'accord, car si vous prenez ce CO2 de l'industrie, ce n'est pas des éco-carburants que l'on obbtiendrait, même le CO2 venant des cimenteries n'est pas écolologique, ce CO2 devrait étre stocker dans le basalte , puis la source d'énergie des cimenteries devrait être écologique !

On va peut-être enfin pouvoir augmenter la part des renouvelables sans tomber dans les problèmes qu'ont déjà l'Allemagne à équilibrer leur réseau (ils ont même vendu de l'électricité à des prix négatifs cette année à cause de surproduction).

J'espère !

[Archi3]

Autre point, le sort de l'oxygène. Dans une combustion on nous fait couramment croire que l'énergie est dans le carburant. On pourrait argüer qu'il est dans le comburant aussi, et peut-être même principalement.

L'équation donnée met l'oxygène en trop en OH-. Que devient-il ensuite? Faut bien le virer d'une manière ou d'une autre pour avoir un vrai cycle. S'il faut de l'énergie pour cela, faudra la prendre en compte (et elle n'affectera pas la "Faraday efficiency"). Et s'il n'est pas viré en O2 dans l'atmosphère, c'est une perte.

ça dépend de ce qui se passe à l'autre électrode (l'anode), mais je ne pense pas qu'il faille voir ça comme un "cycle", juste une manière de convertir l'électricité (qui peut être renouvelable) en combustible liquide, en gros pouvoir faire rouler des voitures (sans batteries) à l'énergie solaire.

Ce qui me ferait le plus souci dans le procédé décrit, c'est qu'on part d'une solution aqueuse de CO2, qui est bien moins concentrée que les solutions d'éthanol obtenu par fermentation, et le coût de la distillation est le principal problème dans ce dernier cas.