La percée de l'hydrogène CoorsTek alimente les espoirs d'énergie propre pour le Colorado

Une percée dans la recherche sur les technologies énergétiques conduit une entreprise du Colorado à convertir le gaz naturel en hydrogène, dans le but de réduire les émissions de carbone du transport maritime long-courrier et des processus industriels.

CoorsTek, basée à Golden, connue depuis longtemps pour fournir aux industries des produits céramiques techniques, s'est associée à des chercheurs d'Oslo, de Norvège et d'Espagne pour créer des membranes céramiques qui, avec une charge électrique, séparent le dioxyde de carbone pur et l'hydrogène des flux de méthane qui les traversent.

"Séparer l'hydrogène de manière efficace et pouvoir l'utiliser facilement, que ce soit dans la combustion ou par des processus électrochimiques comme les piles à combustible, a été quelque chose que tout le monde a essayé de faire", a déclaré Timothy Coors, co-PDG de CoorsTek et président de sa filiale impliquée dans la recherche. "C'est un grand pas."

Le méthane est l'ingrédient clé du gaz naturel. CoorsTek envisage que ses membranes soient au cœur des piles à combustible produisant de l'hydrogène utilisées dans les hubs maritimes pour créer du carburant pour les camions long-courriers fonctionnant à l'hydrogène et sur les sites industriels, tels que les fabricants de plastiques, qui brûlent actuellement du gaz naturel mais cherchent à réduire les émissions de gaz à effet de serre en passant à l'hydrogène.

Les membranes en céramique promettent de rendre la conversion du méthane en hydrogène beaucoup plus économe en énergie que les méthodes existantes, et les réacteurs à membrane en céramique produisant de l'hydrogène seraient suffisamment compacts pour s'adapter là où le gaz naturel est déjà utilisé, selon la société.

L'équipe scientifique des membranes de CoorsTek en Norvège, qui fait partie d'une entreprise de 6 000 employés implantée dans le monde entier, a démontré la production de petites quantités d'hydrogène à l'aide de membranes céramiques logées dans de petits réacteurs en forme de batterie.

La société travaille sur la technologie avec le financement et l'expertise de géants de l'énergie, notamment Saudi Aramco, Equinor, ExxonMobil et Shell, et prévoit de construire une installation pilote en Arabie saoudite pouvant produire 250 kilogrammes d'hydrogène par jour, soit suffisamment pour alimenter une flotte de camions.

À cette échelle, la société pourrait commencer à comprendre la commercialisation de la technologie et le rôle que CoorsTek peut jouer pour faire de la conversion du gaz naturel en hydrogène une activité stable, a déclaré Coors.

"Notre objectif est, dans les huit prochaines années, d'être prêts avec quelque chose", a-t-il déclaré.

CoorsTek est principalement connue pour la fabrication de céramiques spécialisées pour la fabrication de semi-conducteurs, les dispositifs médicaux et les applications de défense. Ses recherches sur la conversion de l'hydrogène ne datent pas d'hier : il a dirigé la R&D sur les réacteurs à membrane céramique pendant 13 ans avec son équipe basée à Oslo.

Les réacteurs sont constitués de cellules de conversion du méthane, chacune de la taille d'une pile AA, empilées par groupes de six dans des cellules plus grandes d'environ deux pieds de long.

Avec une charge électrique, le méthane qui les traverse se divise en ses éléments constitutifs de dioxyde de carbone et d'hydrogène, et ils sont produits sous pression, ce qui facilite la capture pour une utilisation à proximité ou pour être davantage pressurisé pour un pipeline, explique Coors.

Le flux de dioxyde de carbone relativement pur pourrait être vendu pour être utilisé dans des processus commerciaux, tels que la fabrication de boissons, ou dans des serres, au lieu d'être rejeté dans l'atmosphère par la combustion du gaz naturel, a déclaré Coors.

L'avantage de produire efficacement de l'hydrogène à partir de méthane est qu'il peut tirer parti des vastes réseaux existants de pipelines et d'infrastructures pour le gaz naturel, a déclaré Coors.

L'hydrogène a longtemps été considéré comme une alternative propre à la combustion de combustibles fossiles. Séparer l'élément abondant de l'eau ou du gaz naturel, où l'hydrogène se trouve le plus facilement, a été si fastidieux et énergivore qu'une utilisation économiquement viable de l'hydrogène a été insaisissable.

CoorsTek considère ses membranes comme une percée en faisant de l'hydrogène un substitut réaliste là où les batteries électriques ne conviennent pas et dans les nombreux endroits où la commutation de l'infrastructure de gaz naturel existante pour gérer l'hydrogène serait relativement simple, a déclaré Coors.

CoorsTek a fabriqué des joints en céramique techniques et d'autres composants utilisés dans la fracturation hydraulique et dans d'autres parties de la production de pétrole et de gaz, familiarisant l'entreprise avec le monde de l'énergie.

Il est trop tôt pour garantir que la recherche sur l'hydrogène générera un nouveau secteur d'activité important pour CoorsTek, mais il existe un bon potentiel, a déclaré Coors.

"Je pense que nous jouerons un rôle dans l'espace énergétique", a-t-il déclaré. "Nous sommes naturellement aptes à fabriquer ces types de cellules énergétiques et d'autres composants."