FR3120637A1 - Procede de captage simultane de l'energie et du co² de l'environnement, et de leur sequestration, pour lutter contre le rechauffement climatique; et produits verts obtenus dudit procede - Google Patents

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Abstract

Procédé de captage de l’énergie de l'environnement , et de sa séquestration, pour lutter contre le réchauffement climatique. Procédé réduisant les rejets thermiques vers l’environnement causés par les énergies primaires que sont l’énergie quantique des photons solaires, l’énergie cinétique du vent et l’énergie potentielle de l’eau des barrages, marées et vagues afin de réduire le réchauffement climatique, et caractérisé par un captage de ces énergies primaires sous une forme permettant de les séquestrer dans de la matière stable que sont les hydroxydes de Mg, Ca, Na et/ou K ; la dite forme étant l’énergie électrique qui est utilisée pour convertir électrolytiquement les chlorures de Mg, Ca, Na et/ou K en milieu aqueux (tel que l’eau des mers et océans, ou solutions aqueuses de sels extraits des mines) en hydroxydes de Mg, Ca, Na et/ou K, qui au final auront séquestré ces énergies primaires indéfiniment sous forme d’énergie chimique..

Description

Procédé de captage simultané de l’énergie et du CO2de l'environnement, et de leur séquestration, pour lutter contre le réchauffement climatique; et produits verts obtenus dudit procédé.
L’invention se situe dans le domaine des procédés de captage de l’énergie et du CO2 de l’environnement pour lutter contre le réchauffement climatique, et de la production de produits sans empreinte carbone.
Actuellement, le passage progressif aux énergies vertes et l’usage de plus en plus important de véhicules électriques ne permettent pas encore de réduire le réchauffement climatique. Les calottes polaires et les glaciers continuent encore à fondre, le permafrost se dégèle et les incendies de forêts sont de plus en plus intenses.
Les efforts fournis par le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Évolution du Climat afin de limiter le réchauffement à 1,5°C ne visent en effet qu’à réduire les émissions du CO2(3 à 7 giga tonnes [GT] de CO2à capter par année et 15 GT vers la fin du siècle).
Or, il se fait que les activités humaines et l’irradiation solaire transfèrent beaucoup d’énergie dans l’environnement. Il serait donc utile de capter aussi cette énergie pour la stocker dans des matériaux stables, en vue d’aider à atteindre l’objectif fixé pour la limitation du réchauffement.
Description des figures
La montre le schéma du procédé de captage de l’énergie et du CO2de l’environnement. L’énergie solaire1est sous-exploitée car la majeure partie de l’énergie quantique des photons2reçus du soleil est laissée libre et chauffe la partie de la terre éclairée. Seule une petite partie3de cette énergie est actuellement convertie en énergie électrique. Le procédé peut utiliser une quantité augmentée de cette énergie4pour convertir les chlorures en hydroxydes à des fins de captage d’énergie et de CO2dans l’installation13où des chlorures en solution aqueuse14sont convertis électrolytiquement en hydroxydes insolubles et solubles15. Les hydroxydes insolubles16sont ceux du Mg et du Ca, qui peuvent servir pour le stockage d’énergie de longue durée, ou comme hydroxydes sans empreinte carbone pour l’industrie chimique. Les hydroxydes solubles17sont ceux du Na et du K, et peuvent servir comme pièges à CO2. Enfin, on peut aussi utiliser les hydroxydes insolubles pour piéger les CO2bien que cela soit plus ardu. Le captage du CO2par les hydroxydes donne des carbonates stables18qui peuvent être stockés, ou servir de carbonates sans empreinte carbone pour l’industrie chimique.
Similairement l’énergie éolienne5est sous-employée car la majeure partie de cette énergie6est laissée libre et relâche des calories dans l’environnement. Seule une petite partie7de cette énergie est actuellement convertie en énergie électrique. Le procédé peut utiliser une quantité augmentée de cette énergie8pour convertir les chlorures en hydroxydes.
De même l’énergie hydraulique des chutes d’eau, des marées et des vagues9est sous-employée car sa majeure partie, surtout celle des vagues,10est laissée libre et relâche des calories à l’environnement. Seule une petite partie11de cette énergie est actuellement convertie en énergie électrique. Le procédé peut utiliser une quantité augmentée de cette énergie12pour convertir les chlorures en hydroxydes.
La montre un diagramme d’électrolyseur à quatre paires d’électrodes22ayant servi à la conversion électrolytique des chlorures en hydroxydes utilisant l’énergie solaire, afin d’emmagasiner la majeure partie de l’énergie reçue dans les hydroxydes. Le diagramme montre quatre paires d’électrodes, mais cela ne signifie pas que l’invention se résume à des équipements ayant quatre paires d’électrodes, ni à uniquement l’utilisation de l’énergie solaire. Ce nombre de paires peut être moins ou beaucoup plus grand sans que cela n’affecte la portée de ce brevet. De même, l’installation peut fonctionner avec un débit continu de solution aqueuse ou par lot discontinu sans que cela n’affecte la portée de ce brevet. Les trois vues19,20et21d’électrolyseur (utilisé dans l’Exemple 3) montrent l’arrangement des quatre paires d’Anodes-Cathodes. Les Anodes sont logées dans des chaussettes en Téflon poreux23, et en fonctionnement sont raccordées au + du bus de courant continu24. Les Cathodes le sont au – du bus d’alimentation. Des relais à contacts25,26,27,28mettent en service ou hors service individuellement chaque paire d’électrodes en fonction des variations du courant disponible. Dans l’Exemple 3 l’hydrogène et le chlore dégagés durant l’expérience ne sont pas recueillis, mais pour raison de sécurité sont purgés par un courant d’air entrant par29et sortant par30, vers une hotte de ventilation. La distance entre Anodes et Cathodes31est réglable entre 1 mm et 200 mm.

Claims (7)

  1. Procédé réduisant les rejets thermiques vers l’environnement causés par les énergies primaires que sont l’énergie quantique des photons solaires, l’énergie cinétique du vent et l’énergie potentielle de l’eau des barrages, marées et vagues afin de réduire le réchauffement climatique, et caractérisé par:
    1. Un captage de ces énergies primaires sous une forme permettant de les séquestrer dans de la matière stable que sont les hydroxydes de Mg, Ca, Na et/ou K,
    2. La dite forme étant l’énergie électrique qui est utilisée pour convertir électrolytiquement les chlorures de Mg, Ca, Na et/ou K en milieu aqueux (tel que l’eau des mers et océans, ou solutions aqueuses de sels extraits des mines) en hydroxydes de Mg, Ca, Na et/ou K, qui au final auront séquestré ces énergies primaires indéfiniment sous forme d’énergie chimique.
  2. Procédé suivant la revendication 1par lequel l’hydroxyde de Magnésium et l’hydroxyde de Calcium insolubles ayant stocké l’énergie de l’environnement sont isolés, lavés et séchés pour être utilisés comme matières premières vertes pour l’industrie, en remplacement des hydroxydes de Magnésium et de Calcium possédant une empreinte carbone élevée.
  3. Procédé suivant la revendication 1 par lequel l’hydroxyde de Sodium et l’hydroxyde de Potassium solubles ayant capté l’énergie de l’environnement sont stockés dans des bassins ouverts ou des réservoirs à barbotage à des fins de captage de CO2, simultanément avec le captage de l’énergie suivant la même revendication 1.
  4. Procédé suivant la revendication 3 par lequel les carbonates obtenus après captage de CO2sont cristallisés pour être utilisés comme matières premières vertes pour l’industrie, en remplacement des carbonates possédant une empreinte carbone élevée.
  5. Procédé suivant la revendication 2 par lequel l’hydroxyde de Magnésium et l’hydroxyde de Calcium ayant capté les énergies primaires de l’environnement sont utilisés pour capter le CO2et produire des carbonates verts pour l’industrie, en remplacement des carbonates possédant une empreinte carbone élevée.
  6. Procédé suivant la revendication 1 par lequel lorsque l’énergie quantique des photons solaires est captée, l’énergie électrique résultante est fournie directement aux électrolyseurs sans passer par des batteries ou onduleurs, afin de réduire les rejets thermiques causés par le fonctionnement de ces accessoires.
  7. Procédé suivant la revendication 6 par lequel le contrôle de l’alimentation électrique des électrolyseurs, ayant des paires d’électrodes disposées en parallèle, s’effectue suivant la séquence de contrôle suivante :
    1. à intervalle régulier, typiquement de 0,5 mn à 50 mn, un microcontrôleur mesure la puissance P courante alimentant les électrodes, et met en service une paire d’électrodes qui était à l’arrêt,
    2. si la nouvelle puissance P1 mesurée a augmenté avec P1 >= P, cette paire d’électrodes reste maintenue en service, et à l’intervalle suivant une nouvelle paire d’électrodes à l’arrêt sera mise en service, et la même logique et le même cycle recommence,
    3. par contre si la nouvelle puissance P1 a diminué avec P1 < P, le microcontrôleur déclenche cette paire d’électrodes, et à l’intervalle suivant une nouvelle paire d’électrodes en service sera déclenchée, et la même logique et le même cycle recommence,
    4. le choix des paires d’électrodes à mettre en service ou hors service est effectué de façon aléatoire afin de répartir de façon égale les durées de fonctionnement à toutes les électrodes.
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FR3027034A1 (fr) * 2014-10-13 2016-04-15 Commissariat Energie Atomique Procede de pilotage d'un systeme d'electrolyse prenant en compte la temperature des modules electrolyseurs dudit systeme d'electrolyse

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