News Lundi 15 mars 2021 - 20:31

Verdir la production de plastique grâce à la fabrication additive

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Un consortium germano-néerlandais travaille actuellement sur un projet de fabrication additive pour une chimie verte innovante à zéro émission ou "AMAZING". Les sociétés BASF, Dow, WZR Ceramic Solutions et Shell se sont ainsi associées à l'Institut de recherche sur l'énergie et le climat, à l'Institut pour la technologie des procédés durables (ISPT) et aux universités de Twente et d'Eindhoven pour mener à bien ce projet. L'objectif est de créer un réacteur à membrane grâce à l'impression 3D. 

La production de plastique, un procédé très polluant

La plupart des plastiques ménagers présents dans les sacs ou les films alimentaires sont produits à base d'éthylène et de propylène. La production de ces plastiques de la famille des alcènes est l'un des procédés industriels les plus polluants. En effet, ces molécules sont obtenues par vapocraquage de pétrole. Cette opération, en plus de libérer des alcènes, libère également de l'hydrogène. Cet hydrogène sous-produit est ensuite séparé au cours d'un processus laborieux pour être utilisable.

Pour rendre cette étape moins polluante, le consortium a mis au point un procédé qui permettrait de se passer de cette phase de séparation de l'hydrogène et ainsi de le rendre directement utilisable. Ce projet serait réalisable grâce à une membrane à couche mince conductrice mixte (membrane MIEC), en céramique, imprimée en 3D et installée dans le réacteur. Au-delà du gain environnemental, ce processus qui fusionne deux opérations en une seule serait une importante économie financière pour l'industrie pétrochimique. 

Un projet réalisable grâce à la fabrication additive 

Cette dernière dispose de propriétés catalytiques qui abaissent la température de déshydrogénation des alcanes et peut séparer l'hydrogène du gaz produit. Grâce à la fabrication additive, diverses propriétés de la membrane peuvent être modifiées et optimisées. Les chercheurs peuvent par exemple adapter la membrane pour qu'elle supporte plus l'hydrogène ou l'efficacité avec laquelle elle supporte la séparation. Cette technologie permet également de produire et de tester plus facilement les différents prototypes et ainsi estimer si cette solution est économiquement viable.

Si cette technologie fonctionne et peut être déployée à grande échelle, des modules de membranes pourraient être produits en fabrication additive. Sur la base du nombre de vapocraqueurs actuellement en service, cela permettrait d'économiser environ 5,2 térawattheures d'énergie et 3 871 kilotonnes de CO2 par an rien qu'en Allemagne. Afin de réduire davantage la quantité d'émissions produites par le procédé, le réacteur utilisé dans le projet AMAZING sera chauffé avec de l'électricité provenant d'énergies renouvelables. L'objectif final du projet est de réussir à changer la matière première fossile - le pétrole - pour une matière première plus écologique et produire un plastique sans émettre la moindre particule de CO2

 

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