KAUST développe des membranes innovantes pour réduire la consommation d'énergie dans la séparation des gaz industriels

L’Université King Abdullah pour la science et la technologie (KAUST) a annoncé le développement d’une nouvelle technologie de membranes permettant de réduire la consommation d’énergie lors de la séparation des gaz industriels, un procédé représentant environ 15 % de la consommation énergétique mondiale. Ce projet a été mené en collaboration avec des partenaires académiques en Chine et en France, selon l’université.

KAUST précise que l’étude, publiée dans la revue « Nature », s’est concentrée sur les cadres organométalliques (MOFs), des matériaux extrêmement poreux permettant une séparation très efficace des molécules. L’équipe de recherche a réussi à concevoir une structure de membrane composée à plus de 90 % de ce matériau, tout en conservant flexibilité, robustesse et compatibilité avec les procédés industriels.

Dans le même temps, les chercheurs ont résolu l’un des principaux défis techniques en utilisant une petite ancre moléculaire pour relier les feuillets de MOFs aux chaînes polymères, garantissant ainsi de hautes performances et permettant la fabrication de membranes à grande échelle. L’équipe a démontré sa capacité à produire des rouleaux de membrane de 20 mètres grâce à la technologie de fabrication continue (Roll-to-Roll), confirmant ainsi leur intégration possible dans les chaînes de production existantes.

Efficacité élevée et applications variées

Le professeur Mohamed Daouadi, enseignant-chercheur en chimie à KAUST et co-auteur de l’étude, a expliqué que cette innovation offre une voie concrète pour fabriquer des membranes avancées à l’échelle industrielle et rapproche la technologie d’une application réelle. Il a ajouté que les procédés de séparation industriels consomment quotidiennement d’importantes quantités d’énergie.

Les essais ont révélé une grande efficacité de la technologie pour des applications telles que la capture du carbone, la purification de l’hydrogène et l’épuration du propylène utilisé dans l’industrie pétrochimique. La membrane a permis de produire du propylène avec une pureté adaptée à la fabrication de polymères en une seule étape de séparation, tout en maintenant ses performances pendant 150 jours d’utilisation continue.

Les résultats de la modélisation indiquent que cette technologie pourrait réduire les coûts de purification jusqu’à 80 % par rapport aux procédés de distillation classiques, avec un potentiel d’utilisation dans d’autres domaines comme l’épuration du gaz naturel, la récupération de l’hydrogène et la capture directe du dioxyde de carbone dans l’air.

L’étude a été menée par des chercheurs de KAUST, de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong (Guangzhou), de l’Université de Guangzhou, de l’Université Tsinghua, de l’Université de Montpellier et du CNRS, sous la direction du professeur Xing Zhu, ancien doctorant de KAUST.