Projet CATALPA

L’objectif de ce projet est d’investiguer de nouvelles façons de diminuer l’empreinte énergétique et carbone des procédés de capture de CO₂. La principale pénalité énergétique de la capture de CO₂ est la régénération du support de séparation de CO₂, qu’il soit solide ou liquide. Cette pénalité prend souvent la forme d’énergie thermale qui implique souvent une augmentation de la production de CO₂. Même si ce CO₂ est capturé, cela augmente la quantité de CO₂ transportée et stockée, ce qui accroît également le coût d’évitement du CO₂. 

Deux différentes méthodes seront explorées dans ce projet pour réduire la pénalité énergétique : 

• La réduction de la régénération spécifique d’énergie fondée sur un milieu innovant de séparation. 
• L’intégration d’énergie décarbonée pour accompagner l’usage dédié d’énergie thermique et le faire décroître. 

La première méthode implique de trouver le juste équilibre entre la capacité, la sélectivité et la régénération spécifique d’énergie, tout en s’assurant que la solution proposée réponde aux critères environnementaux relatifs à la volatilité, la toxicité et la dégradabilité des produits. 

La seconde méthode implique d’apporter de l’énergie décarboner au milieu de séparation de manière efficace afin de substituer ou réduire l’utilisation d’énergie thermique à haute température. L’ambition est d’utiliser moins d’énergie thermique ou de diminuer la température de celle-ci à un niveau rendant possible l’usage de faible température, càd inférieure à 100 degrés, pour faire décroître le coût de l’énergie et rendre possible l’utilisation d’énergie à partir des déchets. 

Durée de quatre ans – Budget de 2,65M€

Le but de ce projet est de proposer des milieux et procédés innovants de séparations, impliquant les hydrates de gaz, les matériaux-cadre organométalliques, les solvants et carbones ajustés, modifiés ou activés, ainsi que les solvants eutectiques profonds et les solvants de précipitation. Certains de ces procédés, comme la régénération de sorbants ou d’électrodialyse, permettant l’usage d’électricité décarbonée et ainsi la diminution de l’empreinte carbone. 

Milieux innovants de séparation pour des procédés de capture du CO₂ à faible empreinte carbone, gestion de l’activation énergétique alternative pour la régénération des procédés de capture du CO₂, évaluation techno-économique des solutions innovantes en comparaison des procédés de référence de capture de CO₂ et gains attendus. 

Résultats attendus : une preuve de concept de solutions innovante, amenant d’une TRL 1-2 à une TRL 3-4. Les solutions les plus prometteuses seront proposées pour des expérimentations pilotes (TRL 5-6). Des contacts avec utilisateurs finaux potentiels seront pris la dernière année du projet. 

15 publications dans des revues internationales sont attendues, 4 à 6 brevets couvrant les séparatifs solides et solvants ainsi que les synergies et les systèmes de management de l’énergie et les schèmes de process associés, 5 doctorants, 54 mois de post-doc. Synergies directes avec IMOSYCCA.

Le consortium

IFPEN, Laboratoire des Fluides Complexes et leurs Réservoirs LFCR (CNRS – Université de Pau et des Pays de l’Adour/Total Energies), Institut des Matériaux Poreux de Paris IMAP (CNRS, ENS, SPCI), Laboratoire Environnement Dynamique Territoires Montagnes EDYTEM (CNRS, Université Savoie Mont Blanc), Institut de Chimie de Clermont Ferrand ICCF (CNRS, Université Clermont Auvergne)

Coordination