Valorisation du CO2 émis par les grandes industries: Source de richesse et d'indépendance face aux combustibles fossiles

 

Chercheur responsable

Frédéric-Georges Fontaine, Université Laval

 

Domaine : Nature et interactions de la matière

Programme projet de recherche orientée en partenariat sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre - 1er concours

Concours 2017-2018

Durée du projet : 3 ans

Budget total accordé au projet (incluant les FIR) : 381 000 $

Partenaires financiers

  • Fonds vert
  • Fonds de recherche du Québec - Société et culture
  • Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies

Partenaires du projet

  • CO2 Solutions
  • Silicycle Inc.

Équipe de recherche

  • Frédéric-Georges Fontaine, Université Laval
  • Cécile Bulle, Université du Québec à Montréal
  • Shawn Collins, Université de Montréal
  • Patrick Gonzalez, Université Laval
  • Jesse Greener, Université Laval
  • Markus Herrmann, Université Laval
  • Maria Iliuta, Université Laval
  • Faïçal Larachi, Université Laval

 

Selon un rapport du ministère de l'environnement du Québec, les plus grands émetteurs industriels québécois incluent principalement les raffineries, les alumineries et les cimenteries. Malheureusement, la production de CO2 est intrinsèque à ces procédés industriels. La séquestration demeure l'une des seules façons réalistes d'atténuer significativement la production de CO2 sans compromettre leur production. Au cours des dernières décennies, de nombreuses technologies ont émergé pour séquestrer le CO2, mais une question demeure : quoi faire avec ce CO2? Dans le cadre de ce projet, nous voulons optimiser des technologies permettant de générer des produits ayant une valeur marchande importante provenant normalement de l'exploitation pétrolière à partir du CO2 séquestré, diminuant ainsi notre dépendance aux combustibles fossiles tout en valorisant les émissions de CO2.

Objectifs

Ce projet vise la production de deux molécules d'importance à partir du CO2 : les carbonates cycliques et le méthanol. Les carbonates cycliques sont utilisés comme solvants industriels peu toxiques et peu volatils, alors que le méthanol est un carburant pouvant remplacer l'essence. Afin d'arriver à une technologie viable, il convient d'optimiser les transformations catalytiques permettant de générer ces produits d'intérêt. L'équipe d'ingénieurs et de chimistes s'intéressera à la synthèse de ces molécules en utilisant le concept de sursolubilité. Spécifiquement, la synthèse de catalyseurs à base de silice pouvant former ces molécules d'intérêt sera effectuée, les interactions physico-chimiques entre les effluents gazeux générés par l'industrie et les catalyseurs seront étudiées, et à la mise à l'échelle des procédés chimiques jusqu'aux réacteurs préindustriels sera optimisée. Se joignent à cette équipe des économistes et des spécialistes de cycle de vie qui s'intéresseront à la viabilité économique, environnementale et sociale d'un tel tournant vert selon les réalités québécoises.

Résultats attendus et retombées escomptées

Il est prévu qu'au terme des trois années, le développement chimique et d'ingénierie pour la production catalytique de carbonates cycliques à partir du CO2 soit terminé. Précisément, les meilleurs catalyseurs auront été optimisés, leur fonctionnement compris, et les meilleurs réacteurs pour mener à une échelle pilote auront été sélectionnés. Nous espérons également avoir résolu deux enjeux importants dans l'hydrogénation du CO2 en méthanol: une production efficace et verte de H2 et la découverte de catalyseurs efficaces et rentables.

Deux compagnies situées à Québec collaboreront à ce projet. La compagnie CO2 Solutions qui exploite une technologie brevetée de capture enzymatique du CO2 provenant de sources stationnaires, ainsi que Silicycle, qui synthétise et vend à l'échelle mondiale différentes silices pour des applications industrielles.

Appel de propositions

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