Une équipe du Centre de recherche énergétique appliquée (CAER) de l'Université du Kentucky a reçu une subvention pour développer un nouveau procédé à assistance acoustique qui permettrait de capturer le dioxyde de carbone (CO2) à partir du charbon centrales électriques et installations industrielles nettement moins chères. La subvention a été financée par l'University Coalition for Fossil Energy Research (UCFER), un programme soutenu par le département américain de l'Énergie (DOE).
Ce projet s'appuiera sur les recherches de renommée mondiale du CAER sur le captage du dioxyde de carbone. Le système de CO2 de CAER utilise une colonne d'absorption et utilise des solvants pour capturer le dioxyde de carbone. Essentiellement, le solvant absorbe le CO2, permettant au système d'extraire et d'éliminer le dioxyde de carbone des gaz de combustion de combustion dans une usine de production d'énergie à base de combustibles fossiles.
Bradley Irvin du CAER, chercheur principal (PI) de ce projet de recherche, propose qu'un nouveau dispositif d'intensification - un matériau de garnissage acoustique - augmentera le coefficient de transfert de masse dans la colonne d'absorption. Ce dispositif transmet de l'énergie acoustique à haute fréquence, à la résonance, dans le matériau de garnissage d'une colonne absorbante qui va faire vibrer ce matériau et devenir un émetteur de l'énergie acoustique incidente. Le solvant en contact avec le matériau de remplissage vibrant oscillera à des paramètres d'onde similaires à ceux de la source d'énergie acoustique. Ces ondes progressives à haute fréquence provoquent un flux acoustique et des micro-turbulences qui améliorent le taux d'absorption.
Kunlei Liu, directeur associé de la recherche au CAER et co-PI sur ce projet, affirme que l'intégration réussie de cette technologie dans un processus de capture de CO2 à grande échelle dans une centrale électrique a le potentiel de réaliser d'importantes économies d'investissement. Les projections actuelles estiment qu'une colonne absorbante garnie de 60 pieds coûterait 85 millions de dollars. Ce projet espère améliorer le transfert de masse dans la colonne d'absorbeur de 30 %, ce qui pourrait se traduire par une économie de 26 % sur la construction du capital.
« Nous avons vu des résultats prometteurs dans nos phases de validation de principe et de tests en laboratoire », a déclaré Irvin, chercheur associé au CAER. « Non seulement pour le captage du CO2, mais pour le domaine de l'ingénierie des procédés. Étant nouveau, le matériau d'emballage à commande acoustique a plusieurs obstacles dans son cheminement de développement avant de pouvoir être établi comme une technologie éprouvée. Il doit démontrer son efficacité à augmenter le transfert de masse dans un environnement pertinent. Il doit être démontré qu'il est évolutif et ses améliorations globales de processus doivent l'emporter sur ses coûts. Nous espérons que ce projet fera avancer cette technologie.
Le CAER travaillera avec le Laboratoire national de technologie énergétique du DOE sur l'efficacité de la technologie, son évolutivité et des applications supplémentaires. De plus, MPI Ultrasonics aidera à surmonter les problèmes techniques associés aux configurations acoustiques rencontrées lors des phases de développement précédentes.
