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Les solutions israéliennes Shahar, fondées par le professeur de l’Université Ariel, Gadi Golan et Natan Shahar, ont fabriqué un dispositif permettant de capturer 100% des émissions de dioxyde de carbone des moteurs et des centrales électriques. Ensuite, l’énergie solaire associée au procédé Sabatier de 1897 convertit le CO2 en méthane pour le réinjecter dans les centrales électriques.

Alors que la planète se réchauffe toujours à un rythme sans précédent, les pays du monde sont actuellement dans une course contre la montre pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre (GES). Lors d’un récent sommet international et virtuel sur le climat, auquel ont participé 40 dirigeants mondiaux, le président américain Joe Biden s’est engagé à réduire les émissions de GES des États-Unis de 50% par rapport aux niveaux d’émissions de 2005 d’ici 2030. Le Canada, la Chine, la Corée du Sud, l’Allemagne et la France ont également annoncé des plans similaires et des objectifs axés sur la réduction des émissions, les améliorations technologiques et les transformations en matière d’infrastructure et d’économie.

Shahar Solutions a pour objectif de convertir le CO2 en gaz naturel.  Capture d'écran

Israël a également renforcé ses engagements climatiques et promis des objectifs similaires concernant ses propres émissions de GES. À la mi-avril, la ministre de la Protection de l’environnement, Gila Gamliel, a annoncé la loi sur le climat, un projet de loi qui autorise la réduction des émissions de GES d’au moins 27% d’ici 2030 et d’au moins 85% d’ici 2050 par rapport aux niveaux d’émissions de 2015. Selon le projet de loi, les objectifs prioritaires comprennent la conservation de l’énergie industrielle, l’électrification des transports et un plus grand recyclage des déchets.

C’est un objectif ambitieux – un objectif qui exigera des efforts considérables de la part d’entreprises israéliennes telles que Shahar Solutions , une startup récemment créée qui développe un dispositif prototype capable de capturer 100% des émissions de dioxyde de carbone des moteurs à combustion interne avant de le convertir en gaz naturel synthétique pour stockage d’énergie à long terme, selon ses fondateurs.

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À terme, l’objectif pour tous les systèmes de combustion est de fonctionner à l’électricité renouvelable compte tenu des économies zéro carbone mandatées par l’Accord de Paris sur le climat d’ici 2050. Par conséquent, la capacité de stocker l’énergie sous forme de gaz naturel tout en captant simultanément l’intégralité des émissions de dioxyde de carbone de brûler ce gaz peut théoriquement créer une boucle fermée sur le carbone. Cela signifie que l’infrastructure de combustion actuelle peut encore jouer un rôle essentiel dans la réalisation d’un avenir énergétique propre.

Fondée en 2019 par l’ingénieur électricien Natan Shahar et son ancien mentor, le professeur Gadi Golan du département de génie électrique de l’Université Ariel, leur innovation a été inspirée par le précédent travail de consultant en ingénierie de Shahar à New York où les propriétaires l’ont approché pour trouver une solution pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, suivant les nouvelles réglementations.

Selon Shahar Solutions, le prototype, un type spécial de ballon qui peut être dimensionné pour s’adapter à un moteur spécifique, collecte les matériaux émis par les moteurs à combustion de voitures privées, de camions ou même d’une centrale électrique. Les diverses substances libérées dans le processus de combustion telles que le dioxyde de carbone, l’azote et la vapeur d’eau sont collectées à l’intérieur du ballon où elles subissent divers processus chimiques qui séparent le dioxyde de carbone du reste des particules. «En fin de compte, nous convertissons le dioxyde de carbone en méthane», déclare Golan.

La technologie de production de dioxyde de carbone-méthane utilisée par l’entreprise est basée sur la réaction de Sabatier , un principe scientifique découvert dès 1897 par le chimiste français lauréat du prix Nobel Paul Sabatier . Selon ce principe, à la fois du méthane et de l’eau peuvent être produits en combinant de l’hydrogène et du dioxyde de carbone à 400 ° C et en appliquant une pression considérable en présence de nickel, le catalyseur le plus largement utilisé pour accélérer la réaction chimique.

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Fait intéressant cependant, en dehors de ses applications pour les projets liés à Mars, la réaction de Sabatier n’a pas été utilisée commercialement à ce jour en raison de ses besoins en hydrogène. Bien que l’hydrogène soit l’élément le plus commun dans l’univers, il existe presque exclusivement sur Terre sous forme de composés, le plus important étant l’eau. S’il est possible d’extraire l’hydrogène de l’eau émise par les moteurs à combustion, cela nécessite un investissement énergétique très important pour ce faire, ce qui a dissuadé les industriels de l’utiliser à des fins économiques.

Boucler la boucle des émissions de carbone
Shahar Solutions a proposé un certain nombre d’idées conçues pour résoudre la difficulté d’obtenir une grande partie de l’énergie nécessaire pour produire de l’hydrogène de manière rentable. «Une option consiste à utiliser de l’électricité gratuite à partir d’énergies alternatives, telles que des cellules solaires qui seront reliées à notre système», explique Golan. « Une autre option consiste à travailler avec des tarifs moins, qui s’appliquent à partir de minuit. »

Dans divers pays du monde, l’électricité est moins chère pendant ces heures, de sorte que les gens préfèrent utiliser l’électricité à des moments où la consommation est inférieure, plutôt que pendant les heures de clarté lorsque la charge des centrales électriques est plus élevée. En Israël, ce tarif est appliqué aux consommateurs qui choisissent volontairement cette option pour la facturation. Selon Golan, le système qu’ils ont développé est capable de stocker les émissions des moteurs dans les ballons et de les convertir en méthane à un moment où l’énergie est bon marché.

Il est à noter que le méthane lui-même est un gaz à effet de serre, dont l’effet est 28 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone sur une période de 100 ans dans l’atmosphère. Par conséquent, le nouveau développement comprend également des moyens alternatifs d’utiliser le méthane pour éviter son rejet dans l’atmosphère.

«Le méthane peut être stocké jusqu’à la prochaine utilisation du moteur à combustion, ou renvoyé directement au moteur et brûlé, ce qui améliorera les performances du moteur», explique Golan. «Désormais, la combustion du méthane nouvellement produit créera également une émission de dioxyde de carbone, mais celui-ci peut également être capturé et converti en méthane dans le même processus, et ainsi de suite.

À ce jour, la société n’a développé qu’un prototype du produit, adapté aux moteurs et générateurs de véhicules privés. Selon la société, le plan est d’étendre bientôt à plus de types de moteurs.

Selon Golan, le produit est d’une grande importance même s’il est destiné aux moteurs fonctionnant aux combustibles fossiles polluants. «Il y a des intentions d’augmenter l’utilisation des ressources renouvelables, mais ce sont des processus qui prennent du temps», dit-il. Selon lui, une solution comme celle que propose Shahar peut également fasciner les producteurs de combustibles fossiles étant donné que la demande d’énergie plus verte augmente.

Le temps nous le dira
Cependant, comme tout nouveau développement, les projections établies par Shahar Solutions doivent être prises avec un grain de sel. La société en est actuellement à un stade très préliminaire, il est donc encore nécessaire de confirmer que l’idée qu’ils présentent est à la fois réalisable sur le plan technique et économiquement viable.

«C’est une idée d’économie circulaire: tout ce qui est produit est reconverti en matières premières», explique le professeur David Broday du département de génie civil et environnemental du Technion. « Cependant, il est difficile de comprendre au stade actuel du prototype comment le processus est réalisé de manière économique dans différents moteurs, et le diable est toujours dans les détails. »

«Le dioxyde de carbone est une substance difficile à appréhender, et malheureusement, l’efficacité à 100% est un chiffre qui n’existe actuellement que dans les histoires», ajoute-t-il.

Un autre problème problématique est l’utilisation de l’énergie dans le processus de production d’hydrogène. «La quantité d’énergie requise pour le processus est très importante, donc si le système fonctionne à l’énergie renouvelable, il aura besoin d’un champ de panneaux solaires, et l’opération ne sera pas petite», déclare Broday. «En outre, si l’électricité du réseau national est utilisée, il est important de se rappeler qu’un pourcentage important de celle-ci est produit à partir de sources périssables (en 2020, environ 94% – OY & MKZ), il convient donc de noter que l’émission sera ne vous déplacez pas d’un endroit à un autre. »

On craint également que le nouveau développement ne perpétue la pollution émise lors du raffinage et du transport des combustibles fossiles et les émissions d’autres polluants de combustion tels que les particules fines (PM 2,5 ), les oxydes d’azote et de soufre , les vapeurs de mercure et autres substances organiques volatiles. composés.

En outre, il est également possible que la mise en œuvre d’une combustion théoriquement en boucle fermée du dioxyde de carbone prolonge l’utilisation des combustibles fossiles à l’avenir et ralentisse potentiellement le rythme de transition vers les énergies renouvelables.

Les promesses de Shahar Solutions se réaliseront-elles? Le temps nous le dira. Il ne fait aucun doute, cependant, que dans la lutte contre la crise climatique, il y a toujours un besoin crucial de sortir des sentiers battus, ce qui peut déclencher à la fois de petits et éventuellement de grands pas dans la bonne direction pour le bien de l’environnement.

 

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