Réduire l'empreinte carbone de l'industrie chimique avec UniSieve

UniSieve a déjà mis en place des projets de démonstration de sa technologie

L'une des plus grandes sources d'émissions mondiales de carbone pourrait vous surprendre. Nous entendons beaucoup parler de l'empreinte carbone d'industries telles que l'énergie et les transports, mais la plupart des gens en savent moins sur l'industrie chimique. En particulier, ses procédés de séparation des composés chimiques représentent jusqu'à 15 % de la consommation d'énergie sur des marchés comme les États-Unis. Ces processus, utilisés dans la production de tout, du carburant aux plastiques, et de l'alcool aux cosmétiques, font partie intégrante de la fabrication moderne - et donc une cible critique alors que le monde s'efforce de lutter contre la crise du changement climatique.

Entrez la start-up suisse UniSieve, qui annonce aujourd'hui qu'elle a terminé un cycle de financement de démarrage de 5,5 millions de dollars. L'entreprise, fondée en 2018 par Samuel Hess et Elia Schneider, a développé une manière complètement différente de séparer les produits chimiques. Cette approche nécessite 90 % d'énergie en moins - et peut donc changer la donne en termes d'émissions de carbone, ainsi que de coût.

Les procédés de séparation chimique conventionnels sont basés sur la distillation, un procédé qui utilise d'énormes quantités de chaleur. En revanche, UniSieve a développé une membrane unique qui sépare les composés en les tamisant - de la même manière que les gens sont habitués à utiliser un filtre pour s'assurer que leur café moulu ne coule pas dans la tasse.

"Nous remplaçons un procédé thermique par un procédé mécanique", explique Hess, le PDG de l'entreprise. "Il est beaucoup plus économe en énergie que la distillation, ce qui signifie également qu'il est beaucoup moins cher et plus propre."

Le professeur Wendelin Jan Stark de l'Institut de chimie et de bioingénierie de l'ETH Zürich en Suisse estime qu'une telle innovation pourrait avoir un impact énorme dans la lutte contre le changement climatique. "Ce à quoi nous assistons ici, c'est le début d'un changement de technologie dans la grande industrie qui supprimera une empreinte carbone substantielle", dit-il. "Le tamisage nécessite beaucoup moins d'énergie que la distillation - les importantes économies d'énergie, à l'échelle mondiale, permettront potentiellement de récupérer la consommation totale d'énergie d'un grand pays."

A tout le moins, l'innovation dans ce domaine offre au secteur de la chimie une opportunité de se mettre sur la bonne voie. Les données de l'Environmental Protection Agency aux États-Unis suggèrent que les émissions de l'industrie ont continué d'augmenter ces dernières années.

Avec un prix aussi énorme à offrir - apparemment à partir de quelque chose d'aussi simple que le tamisage - la question évidente est de savoir pourquoi l'industrie chimique n'a pas développé ce type de solution jusqu'à présent. Un problème a été de développer une membrane avec des trous de la bonne taille pour séparer les produits chimiques. De nombreux produits chimiques varient en taille d'une fraction d'angström - 1 angström équivaut à un dixième de nanomètre (un milliardième de mètre) - une précision incroyable est donc nécessaire.

"Le tamis doit être extrêmement étroit et précis", explique Hess. "La membrane UniSieve est une structure constituée d'un réseau hautement ordonné de cristaux poreux qui se génèrent selon un motif répétitif, un peu comme les anciennes mosaïques romaines." De manière unique, explique-t-il, l'entreprise a développé une technique pour combiner ce tamis moléculaire avec une couche de support pour créer une membrane qui fonctionne de manière cohérente et robuste.

L'autre défi auquel sont confrontés les innovateurs dans ce domaine a été de traduire les projets de laboratoire en perspectives commerciales. Une technologie qui fonctionne à petite échelle dans un cadre expérimental doit offrir les mêmes avantages lorsqu'elle est installée dans un grand cadre industriel. Ici, UniSieve pense avoir un avantage, ayant passé les cinq dernières années à perfectionner la technologie, travaillant dernièrement en collaboration avec des clients industriels pour tester la solution dans des conditions réelles.

Certes, il y a une course à la commercialisation. Certaines sociétés relativement connues, dont Air Liquide, Air Products et Evonik ont ​​déjà développé des membranes pour des applications spécifiques. Les entreprises émergentes en concurrence directe avec UniSieve incluent Via Separations et Imtex.

Cependant, Hess insiste sur le fait qu'UniSieve a un avantage. « Notre technologie peut être conçue et adaptée rapidement à diverses applications tout en garantissant une séparation de haute précision », dit-il. "De plus, par rapport à d'autres concepts de membranes intéressants, nous avons démontré une évolutivité économique via des processus de production pilotes en continu."

La levée de fonds d'aujourd'hui devrait aider l'entreprise à construire sur ces bases, lui permettant d'accélérer les travaux qu'elle mène pour démontrer sa technologie à l'échelle industrielle. Si tout se passe comme prévu, Hess espère que des installations commerciales à grande échelle pourraient être opérationnelles d'ici la fin de 2024 ; il envisage un modèle économique hybride, avec des ventes d'équipements aux clients en amont, puis des contrats de maintenance prédictive en parallèle.

Les investisseurs de la société sont enthousiasmés par cette vision. "Les processus de production à forte consommation d'énergie ont été un sujet de discussion clé dans tous les domaines, mais nous voyons des actions maintenant", déclare Lukas Weder, associé fondateur de Wingman Ventures, qui soutient l'entreprise depuis sa phase de pré-amorçage. "Deux choses importantes se produisent qui motivent cette action : l'industrie lourde est prête à investir dans des solutions pour résoudre le problème et des solutions de meilleure qualité sont disponibles."