Le nouveau système de captage direct du carbone dans l’air capte également l’eau

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Dans un nouveau tournant dans le lien entre l’énergie et l’eau, la startup américaine Avnos vient d’obtenir un financement de série A de 36 millions de dollars pour faire passer son nouveau système de captage du carbone et de récupération de l’eau du stade pilote au marché. Certains des suspects habituels de l’industrie pétrolière et gazière font la queue derrière l’entreprise, mais le Nettoyage technique Les oreilles se sont dressées lorsque nous avons appris que l’Office of Naval Research des États-Unis avait initialement aidé Avnos à mettre en forme sa technologie pour attirer l’attention des investisseurs, ce qui rend les choses intéressantes.

Captage direct du carbone dans l’air, désormais avec captage de l’eau

Avant d’aborder la Marine, commençons par les dernières nouvelles. Plus tôt cette semaine, Avnos a partagé un communiqué de presse sous embargo avec Nettoyage technique détaillant le cycle de financement de 36 millions de dollars pour un système exclusif de captage du carbone qu’il appelle HDAC, abréviation de Hybrid Direct Air Capture.

Le cycle de série A a été mené par une filiale de la société énergétique américaine NextEra Energy Resources, LLC, décrite par Avnos comme « le plus grand producteur mondial d’énergie renouvelable à partir du vent et du soleil et un leader mondial du stockage par batterie ».

Jusqu’ici, tout va bien, même si Avnos note que Shell Ventures est également de la partie. Pour mémoire, les autres investisseurs de série A sont Sociétés Safran, Imaginer des partenaireset Rusheen Capital Management.

Avnos note également que Shell Ventures et ConocoPhilips ont mené des accords stratégiques et de financement antérieurs, aux côtés de JetBlue Ventures et d’un accélérateur de technologies propres à but non lucratif appelé le Fondation Grantham.

SoCalGas passe à l’action

Une autre aide antérieure est venue du Département américain de l’énergie. Avnos a été lancé en 2020, déployant une technologie initialement développée au Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique du ministère de l’Énergie. En 2021, l’entreprise a déjà attiré l’attention de la Southern California Gas Company (SoCalGas), qui a accepté de tester le système dans le cadre d’un projet de démonstration de 3,1 millions de dollars.

L’entreprise a contribué 650 000 $, le ministère de l’Énergie a également prêté main-forte et PNNL a contribué à la conception et au développement des composants du système.

Pour être clair, SoCalGas ne s’appuie pas sur des systèmes de captage du carbone pour faire tout le gros du travail vers son objectif de neutralité carbone. L’entreprise a évalué que le captage du carbone a un rôle à jouer aux côtés de l’électrification, de l’hydrogène et du gaz naturel renouvelable, en fonction de la manière dont les éléments s’assemblent en termes de mise à l’échelle rapide et de viabilité économique.

« Le test de la nouvelle technologie de captage du carbone, appelée captage isotherme de la vapeur d’eau et du CO2 (IWVC), fournira des informations clés sur son impact. efficacité et coûts d’exploitationdéterminer en fin de compte la rentabilité de sa mise en œuvre à grande échelle », a expliqué SoCalGas dans un communiqué de presse.

Le projet de démonstration visait à capturer 1 000 litres (264 gallons) d’eau et 80 kilogrammes (176 livres) de dioxyde de carbone par jour. C’est juste pour commencer.

« Nous pensons qu’à grande échelle, cette technologie a le potentiel de générer environ 15 millions de gallons d’eau par jour tout en éliminant 1,8 million de tonnes de CO2 de l’air chaque année dans un seul système », a déclaré Will Kain, PDG d’Avnos, dans un communiqué de presse. .

Capture du carbone de nouvelle génération avec des adsorbants modulés en humidité

Certains systèmes de capture directe du carbone en suspension dans l’air utilisent un matériau adsorbant pour capturer la vapeur d’eau et le carbone, semblable aux petits sachets déshydratants que l’on trouve dans les nouvelles boîtes à chaussures et autres produits. Les matériaux adsorbants attirent l’humidité vers leurs surfaces. Au contraire, les matériaux absorbants gonflent lors de l’ingestion de liquides, un exemple typique étant les éponges.

En ce qui concerne le lien énergie-eau, l’utilisation d’adsorbants pour les systèmes de captage direct du carbone dans l’air est confrontée à deux défis. L’une est la dépendance à l’égard Ressources en eau l’autre est la dépendance à l’énergie thermique pour l’extraire. Apparemment, les chercheurs du PNNL ont découvert un moyen de contourner ce problème.

« Une température généralement élevée est utilisée pour régénérer les dessicants, ce qui consommerait trop d’énergie et coûterait cher au DAC », explique le Dr Peter McGrail, membre du laboratoire. « En revanche, les déshydratants IWVC sont régénérés sans chauffage extérieur, ce qui rend économique la production d’eau avec du CO2. »

Le processus en deux étapes commence par la liaison de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone à l’adsorbant. L’eau est condensée dans un deuxième temps et le dioxyde de carbone est comprimé pour être envoyé ailleurs. SoCalGas a inclus le stockage parmi les destinations, mais a également noté que le CO2 peut être utilisé pour fabriquer des carburants et d’autres produits, ce qui était une bonne hypothèse compte tenu de la croissance de l’industrie de l’hydrogène vert et des électrocarburants depuis 2021.

Et la marine américaine ?

Ouais, qu’est-ce qui se passe avec eux ? Nettoyage technique contacte Avnos pour obtenir des détails sur la contribution initiale de la Marine à sa technologie. Pour l’instant, notons simplement que la récupération économe en énergie de l’eau est un enjeu crucial pour la Marine. Il n’est donc pas surprenant que le Laboratoire de Recherche Naval s’intéresse aux nouvelles technologies de pointe.

En 2017, le laboratoire de recherche naval des États-Unis a contribué au financement d’une étude sur le captage du carbone d’un sorbant de dioxyde de carbone à humidité oscillant rapidement, en collaboration avec la Fondation nationale des sciences de Chine. L’étude a été rédigée par les chercheurs Xiaoyang Shi de l’Université de Columbia, Qibin Li de l’Université de Chongqing en Chine, Tao Wang de l’Université de Zeizhiang en Chine et Klaus S. Lackner de l’Université de l’Arizona.

Cette étude particulière impliquait un adsorbant, pas un adsorbant. Les détails sont disponibles dans le magazine. UN DE PLUS sous le titre « Analyse cinétique d’un anion Échange absorbant pour capter le CO2 de l’air ambiant..»

Peut-être en raison du développement rapide de la science des matériaux, le terme privilégié ces dernières années semble être simplement « absorbant ». En 2020, Klaus Lackner a décrit Les principes en jeu dans un « arbre mécanique » proposé. qui déploie le mécanisme d’oscillation de l’humidité pour capturer le carbone à une vitesse 1 000 fois plus rapide que celle d’un arbre naturel.

« Ce concept ne me surprend pas parce que je joue avec cela depuis une décennie, mais le concept de changement d’humidité est encore très nouveau et très différent des autres façons de charger et de décharger un absorbant », a expliqué Lackner dans un article publié. . en 2020.

« Nous avons découvert ce phénomène il y a 14 ans et pendant longtemps, son fonctionnement est resté un mystère. « Maintenant, cela semble assez évident », a-t-il ajouté.

En 2021, une équipe basée en Chine a examiné la littérature sur le captage du carbone et a également retenu la technologie de transfert d’humidité comme la voie la plus prometteuse vers un captage du carbone à faible coût avec récupération de l’eau.

« Récemment, une nouvelle technique de déplacement de l’humidité a été proposée et étudiée comme une nouvelle approche du CO₂ capture (Wang et al., 2011). Le sorbant est une résine échangeuse d’anions qui transporte les ions carbonate pour le CO.₂ adsorption par changement d’humidité, basée sur le mécanisme de réaction d’hydrolyse réversible des ions carbonate entraînée par l’eau dans un nanoenvironnement confiné (par exemple, des nanopores) (Shi et al., 2016) », a expliqué l’équipe.

« Grâce à l’évaporation de l’eau, la résine obtient une haute affinité pour le CO₂ lorsque l’environnement est sec et le libère lorsqu’il est humide. Ce mécanisme unique aboutit à un absorbeur d’humidité pour le CO₂ adsorptionqui a montré un faible CO₂ chaleur d’adsorption d’environ 32 kJ/mol (Shi et al., 2020a), puisque le processus traditionnel d’oscillation thermique est remplacé par l’évaporation de l’eau », ont-ils ajouté.

Pour en revenir au financement de la Marine, il y avait quelque part dans le mélange une mention du captage du carbone avec la production d’électrocarburant, ce qui est logique compte tenu de l’intérêt de la Marine à produire du carburant à la volée en plus de la récupération de l’eau. Nous en parlerons également à Avnos, alors restez à l’écoute pour plus de détails.

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Image : Un nouvel hybride carbone à air direct Le système de captage de la startup américaine Avnos réduit les coûts et produit également de l’eau (avec l’aimable autorisation d’Avnos).