Captage, utilisation et stockage du dioxyde de carbone (CUSC)

Captage, utilisation et stockage du dioxyde de carbone (CUSC)

Qu'est-ce que le captage du dioxyde de carbone ?

Dans l'ensemble du secteur de l'énergie, la décarbonisation des secteurs où la décarbonation est difficile prend de l'ampleur et le captage, l'utilisation et le stockage du dioxyde de carbone (CUSC) sont un facteur essentiel. Les CUSC impliquent la séparation du CO2 des flux de processus industriels, suivie de la compression, du transport et de la séquestration géologique ou de la conversion en produits à valeur ajoutée. 

Les technologies CUSC sont essentielles pour atteindre des objectifs de zéro net, car leur compensation carbone permet l'utilisation continue de certains combustibles fossiles pendant la transition énergétique. Cette approche est particulièrement pertinente pour les secteurs tels que le ciment, l'acier et la pétrochimie, où les émissions directes sont difficiles à éliminer, et ces secteurs doivent donc trouver d'autres moyens de contribuer à la réduction des gaz de carbone dans l'atmosphère.

Cependant, le déploiement des technologies CUSC fait encore face à des défis techniques et économiques. L'efficacité du captage, l'énergie de régénération des solvants et l'intégration avec l'infrastructure existante nécessitent une optimisation continue. 

Les récentes avancées dans les matériaux absorbants, les technologies de membrane et la surveillance souterraine accélèrent la scalabilité. De plus, le couplage des CUSC avec la production d'hydrogène et les carburants synthétiques peut permettre une décarbonisation plus large du système énergétique. Dans le cadre d'une stratégie multi-voies, les CUSC sont indispensables pour atteindre les objectifs climatiques tout en maintenant la compétitivité industrielle.

L'importance de l'analyse des matériaux

La caractérisation des matériaux est essentielle à l'optimisation des technologies CUSC, du développement des sorbants à la validation du stockage géologique. L'analyse précise de la surface, de la porosité, de la taille des particules, de la densité, du débit des poudres, de l'activité du catalyseur et de la composition de phase a un impact direct sur l'efficacité du captage, la cinétique de réaction et la stabilité à long terme. Malvern Panalytical propose une combinaison puissante de solutions analytiques complémentaires qui permettent un contrôle précis des propriétés des matériaux tout au long de la chaîne de valeur CUSC. 

Notre expertise combinée en matière d'adsorption de gaz et de porosimétrie soutient la conception de milieux de captage hautes performances, tels que les structures organométalliques (MOF), les structures organiques covalentes prometteuses (COF) et les membranes, tandis que les instruments avancés de diffraction des rayons X (XRD), de fluorescence X (XRF) et de diffusion de la lumière garantissent une intégrité structurelle optimale et la conformité aux normes réglementaires. Ensemble, ces systèmes fournissent des informations exploitables qui accélèrent l'innovation, améliorent l'efficacité des processus et prennent en charge de solides rapports environnementaux, ce qui les rend indispensables pour un déploiement évolutif et économique des technologies CUSC. 

En offrant la confiance analytique requise aussi bien pour les investisseurs que pour les développeurs, ces solutions aident également à réduire les risques et à valider les projets CUSC finançables, en veillant à ce que les technologies soient prêtes pour une évolutivité commerciale et une réussite opérationnelle à long terme. En fournissant les preuves de performances et la confiance des données requises par les développeurs, les EPC et les investisseurs, ces solutions aident à réduire les risques techniques, à valider l'opérabilité à long terme et à soutenir le développement de projets CUSC finançables prêts pour une évolutivité commerciale. 

Technologies d'analyse des matériaux

Adsorption de gaz

Davantage d'informations sur les matériaux à votre portée grâce à une analy...
Adsorption de gaz

Analyseurs XRF

Spectromètres de fluorescence X pour l'analyse de la composition élémentair...
Analyseurs XRF

Solutions Panalytical de Malvern pour l'optimisation des CUSC : principaux instruments d'adsorption, de membrane et de catalyseur

Malvern Panalytical est à la pointe de l'innovation en matière de caractérisation des matériaux, offrant des outils de pointe qui répondent aux exigences complexes de l'analyse des adsorbants, des membranes et des catalyseurs pour le captage, l'utilisation et le stockage du dioxyde de carbone (CUSC).

Nos solutions sont utilisées par les laboratoires de recherche, les développeurs de procédés et les fabricants industriels du monde entier pour fournir des informations rapides et précises sur les performances des matériaux. Ces informations permettent aux équipes de prendre des décisions éclairées qui améliorent l'efficacité du captage, la sélectivité de séparation et la durabilité des matériaux à long terme dans les flux de travail des CUSC, tout en fournissant la confiance des données requise pour éliminer les risques et valider les projets finançables prêts pour le déploiement commercial.

Notre gamme complète d'instruments d'adsorption, de porosimétrie et de porométrie à flux capillaire fournit une caractérisation en profondeur de la surface, de la structure des pores, du comportement de sorption des gaz et des propriétés de transport des membranes. Cette suite d'outils prend en charge l'innovation matérielle dans le développement et le contrôle qualité, aidant les entreprises à optimiser l'efficacité des processus, à améliorer la fiabilité et à réduire les coûts d'exploitation.

Notre gamme comprend le 3Flex pour l'adsorption haute résolution et l'analyse des micropores et des mésopores, leBreakThrough Analyzer (BTA) pour des performances de séparation dynamique des gaz dans des conditions de processus, le AutoPore V pour une détermination avancée de la structure des pores et le AccuPore pour la caractérisation des pores des membranes et des feuilles poreuses. Ensemble, ces instruments offrent une solution complète pour comprendre comment les matériaux poreux et les membranes se comportent dans des environnements CUSC réalistes.

Grâce à Malvern Panalytical, les clients bénéficient d'un partenaire de confiance qui s'engage à accélérer l'innovation matérielle des CUSC, ce qui facilite l'atteinte des objectifs de performance, la cohérence de la fabrication et la fourniture de technologies de captage du carbone fiables et économiques.

Instruments pour l'analyse des adsorbants et des membranes

3Flex

Le 3Flex fournit des données haute résolution de physisorption et de chimisorption essentielles au développement d'adsorbants de nouvelle génération.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Mesure de la surface, de la taille des pores et du volume des pores
  • Compréhension de l'économie des processus grâce à la chaleur isostérique de l'adsorption
  • Optimisation de la taille des pores d'un matériau pour améliorer sa capacité d'adsorption
  • Prédiction de la sélectivité du mélange gazeux à l'aide de la théorie de la solution d'adsorption idéale (IAST)

[3Flex CCUS graph complete pore size distribution using dual nldft for activated carbon.png] 3Flex CCUS graph complete pore size distribution using dual nldft for activated carbon.png

BreakThrough Analyzer (BTA)

Le BTA fournit une évaluation précise des adsorbants et des membranes dans des scénarios de séparation des gaz réels.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Réalisation d'études de durée de vie et de cycles pour identifier les matériaux les plus robustes
  • Évaluation des performances cinétiques des adsorbants
  • Évaluation des effets de l'humidité sur l'adsorption compétitive CO₂/N₂

[Breaktrhough Analyzer CCUS graph CO2 breakthrough curves sia loaded with PEI.png] Breaktrhough Analyzer CCUS graph CO2 breakthrough curves sia loaded with PEI.png

AutoPore V

AutoPore V fournit une visibilité inégalée sur la structure des pores, ce qui est essentiel pour optimiser le comportement de diffusion et d'adsorption.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Caractérisation détaillée de la taille des pores pour comprendre le transport de masse
  • Analyse de la distribution de la taille des pores, du volume total des pores, du pourcentage de porosité, de la taille des particules et de la surface totale
  • Assurance d'une cohérence et d'une reproductibilité dans la fabrication d'adsorbants

[AutoPore V CCUS graph NaY zeolite cumulative intrusion vs pore size.png] AutoPore V CCUS graph NaY zeolite cumulative intrusion vs pore size.png

AccuPore

AccuPore permet une mesure précise des propriétés des pores, essentielles pour un transport efficace des ions et des gaz.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Mesure du point de bulle pour déterminer le plus grand pore
  • Distribution de la taille des pores pour l'optimisation des performances de la membrane
  • Détermination des pores moyens et des pores plus petits
  • Analyse complète de la distribution des tailles de pores

[AccuPore - Micromeritics - increase-pressure-graphic.jpg] AccuPore - Micromeritics - increase-pressure-graphic.jpg

Micromeritics AutoPore V

Analyse de la densité et de la porosimétrie des matériaux mésoporeux et mac...
Micromeritics AutoPore V

Micromeritics AccuPore

La mesure la plus simple, la plus précise et la plus polyvalente de la poro...
Micromeritics AccuPore

Solutions de catalyseurs

3Flex

Physisorption et chimisorption statique/dynamique pour l'étude et la caractérisation des catalyseurs et des supports.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Compréhension des effets des catalyseurs multimétalliques sur l'activation et l'adsorption des espèces actives
  • Sélection de catalyseurs avec une fréquence de rotation plus élevée
  • Étude de l'influence de la chaleur d'adsorption

[Carbon capture industry - 3flex graph interactions of h2 on supported ni catalyst.png] Carbon capture industry - 3flex graph interactions of h2 on supported ni catalyst.png

AutoChem III/ChemiSorb Auto

Techniques de chimisorption dynamique pour caractériser les sites actifs dans les matériaux catalytiques.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Optimisation de l'adsorption et de la dissociation du H₂/O₂ sur les électrodes d'électrolyse
  • Déterminer si la désorption se produit à proximité des conditions de réaction
  • Mesure et quantification des sites acides ou basiques afin d'optimiser la réactivité et la sélectivité

[Carbon capture industry - Autochem graph deconvolution co2 desorbed by CaO MgO.jpg] Carbon capture industry - Autochem graph deconvolution co2 desorbed by CaO MgO.jpg

Caractérisation des catalyseurs ICCS

Caractérisation du catalyseur in situ dans des conditions de réaction réelles.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Compréhension des changements de performances du catalyseur sur de longues périodes
  • Détermination des mécanismes de désactivation pour maximiser la durée de vie du catalyseur
  • Surveillance des modifications des sites actifs, de l'état d'oxydation, de la dispersion des métaux et du comportement de désorption

[Carbon capture industry - ICCS graph - pressure impact on reduction temperature cu oxide catalyst.png] Carbon capture industry - ICCS graph - pressure impact on reduction temperature cu oxide catalyst.png

Réacteur à flux (FR)

Réacteur de paillasse pour optimiser les performances du catalyseur.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Compréhension de la cinétique de réaction pour optimiser les paramètres et la conversion
  • Mesure de la sélectivité, l'efficacité et la durée de vie du catalyseur
  • Étude des réactions nécessitant un séparateur liquide/gaz à la pression et à la température

[Carbon capture industry - Flow Reactor graph - reduction of co2 in the sabatier reaction.png] Carbon capture industry - Flow Reactor graph - reduction of co2 in the sabatier reaction.png

Mastersizer 3000+

Diffraction laser de pointe pour l'analyse granulométrique des particules catalytiques.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Détermination de la surface spécifique, complémentaire à la BET
  • Mesure de l'attrition du catalyseur à l'aide du titrage de pression
  • Analyse de la distribution de tailles de particules
  • Optimisation de la rhéologie et de la compressibilité lors de la mise en forme finale de la poudre

[Carbon capture industry - Mastersizer graph - laser diffraction.png] Carbon capture industry - Mastersizer graph - laser diffraction.png

Zetasizer

Diffusion de la lumière pour la taille des nanoparticules et leur potentiel zêta.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Déterminer la taille optimale des particules pour l'activité catalytique ou la surface spécifique
  • Évaluer l'agglomération par des mesures de potentiel zêta

Aeris/Empyrean

XRD haute résolution pour une caractérisation de phase rapide.

Les principales fonctionnalités sont :

  • Quantification automatisée des phases catalytiques (par exemple, γ alumine, zéolites)
  • Compréhension des sites d'adsorption grâce à l'analyse en phase cristalline
  • Détermination des points de terminaison de cristallisation pendant la fabrication
  • Combinaison des données de phase et de la fluorescence X pour comprendre la distribution élémentaire
  • Réalisation des mesures d'incidence rasante pour les couches de surface et les revêtements
  • Réalisation d'une XRD de transmission à angle bas pour étudier les matériaux microporeux

[Carbon capture industry - Empyrean graphs - in situ xrd diffractogram of MOF.png] Carbon capture industry - Empyrean graphs - in situ xrd diffractogram of MOF.png

Epsilon 4/Zetium

XRF pour la composition élémentaire et le contrôle de la charge du catalyseur

Les principales fonctionnalités sont :

  • Analyse facile du niveau ppm des éléments REE et PGM
  • Étalonnages durables pour des analyses de routine fiables
  • Détection supplémentaire des halogénures (Cl, Br, I)

Gamme Mastersizer

Les analyseurs de taille de particules les plus populaires au monde
Gamme Mastersizer

Aeris

L'avenir est compact
Aeris

Avantages du captage, de l'utilisation et du stockage du dioxyde de carbone avec Malvern Panalytical

Le captage, l'utilisation et le stockage du dioxyde de carbone (CUSC) sont essentiels pour réduire les émissions et construire un avenir plus durable. Son succès dépend de matériaux avancés et d'une surveillance fiable. C'est là que les instruments de Malvern Panalytical font toute la différence, aidant les technologies CUSC à devenir plus efficaces, fiables et évolutives.

Les CUSC dépendent de matériaux avancés, notamment des adsorbants haute performance, des membranes sélectives et des catalyseurs durables qui restent stables dans des conditions difficiles. Malvern Panalytical propose un ensemble d'outils innovants et holistiques pour le développement des technologies CUSC, comprenant des solutions de laboratoire pour un contrôle qualité rapide et des plateformes multifonctionnelles avancées pour la recherche de pointe. Nos instruments fournissent des informations analytiques de classe mondiale qui aident à optimiser les processus qui transforment le CO₂ en produits utiles, en soutenant l'ensemble de la chaîne de valeur des CUSC.

Grâce à Malvern Panalytical, les projets CUSC peuvent avancer plus rapidement, fonctionner de manière plus sécurisée et offrir une plus grande valeur ajoutée. Grâce à Malvern Panalytical, les projets CUSC peuvent avancer plus rapidement, fonctionner de manière plus sécurisée et offrir une plus grande valeur ajoutée. En fournissant des informations de haute qualité sur les matériaux, nous aidons les organisations à accélérer l'innovation et à construire des projets prêts à l'investissement qui contribuent de manière significative aux objectifs mondiaux de durabilité.

Ressources utiles