fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de la Swanson School of Engineering de l’Université de Pittsburgh (University of Pittsburgh Swanson School of Engineering), en explorant un procédé propre de transformation de l’éthane en éthylène, a découvert par hasard une méthode peu coûteuse pour produire du graphite de haute qualité. En pompant de l’éthane dans un métal en fusion à une température inférieure à 1 000 degrés Celsius, l’équipe a observé que les sous-produits carbonés remontant à la surface étaient « duveteux » et, après analyse, il s’est avéré qu’il s’agissait de graphite de haute qualité.
Le graphite est un composant clé des batteries lithium-ion, largement utilisé dans les véhicules électriques, les produits électroniques et le stockage d’énergie verte. Actuellement, le procédé de production dominant du graphite nécessite de chauffer les matières premières à 3 000 degrés Celsius, avec une efficacité énergétique très faible, et environ 95 % de l’offre mondiale provient de Chine. Cette nouvelle technologie a été découverte accidentellement par Aime Laurent Twizerimana, alors doctorant, dans le laboratoire du professeur Götz Veser. L’équipe a ensuite déposé un brevet provisoire et fondé la start-up Graphonos Materials (anciennement Grapheon).
Veser, professeur de génie chimique et pétrolier à la Swanson School, a déclaré que cette recherche visait à explorer les voies reliant le traitement des combustibles fossiles à un avenir plus durable. Les membres clés de l’équipe comprennent Veser, Twizerimana, le professeur adjoint Mohammad Masnadi et le doctorant Nader Sawtarie. Ils se sont concentrés sur une nouvelle méthode de craquage de l’éthane. L’éthane, principal composant du gaz naturel de l’ouest de la Pennsylvanie, nécessite une grande quantité d’énergie thermique pour son craquage en éthylène, et produit des sous-produits carbonés solides. Le procédé traditionnel injecte de la vapeur pour éviter le colmatage du réacteur, mais ce processus est énergivore, à fortes émissions, et nécessite des arrêts réguliers pour nettoyer les dépôts de carbone.
Les chercheurs ont plutôt adopté une méthode de catalyse par métal en fusion. Bien que cette technologie existe depuis près d’un siècle, elle n’est pas largement utilisée. Masnadi explique que la densité extrêmement élevée du métal en fusion permet au carbone de flotter vers le haut, facilitant ainsi sa séparation. Au cours de ses recherches doctorales, Twizerimana a découvert que l’utilisation de certains métaux produisait une structure carbonée plus duveteuse. Après caractérisation par Sawtarie, ce sous-produit s’est avéré être du graphite de grande valeur.
Actuellement, la majeure partie du graphite de qualité batterie est produite en Chine par un procédé discontinu qui dure environ trois semaines, nécessitant de chauffer de l’aiguille de coke à 3 000 degrés Celsius. Le procédé développé par l’équipe de l’Université de Pittsburgh permet de produire du graphite de qualité batterie à des températures inférieures à 1 000 degrés Celsius, tout en générant de l’hydrogène comme sous-produit précieux. Cette technologie a été validée en laboratoire et a attiré l’attention des investisseurs en capital-risque. L’équipe a récemment remporté le prix Aramco Innovator Prize de 20 000 dollars lors du Rice Business Plan Competition, ainsi qu’un grand prix de 25 000 dollars au Big Idea Competition de l’Université de Pittsburgh.
Twizerimana, PDG de Graphonos Materials, a déclaré qu’il existe une forte demande du marché pour un graphite durable et à faible coût. L’équipe collecte des fonds pour développer le premier système complet à l’échelle de la paillasse, visant une production de plusieurs kilogrammes de graphite par jour. Veser a souligné que si le projet réussit, il sera possible de convertir localement l’éthane de l’ouest de la Pennsylvanie en deux produits essentiels à la transition vers une énergie propre.
Texte compilé par Wedoany. Toute citation par IA doit mentionner la source « Wedoany ». En cas de contrefaçon ou d'autre problème, veuillez nous en informer rapidement ; nous modifierons ou supprimerons le contenu le cas échéant. Courriel : news@wedoany.com
