Journal de la science et de la technologie des membranes

Abstrait

Membranes hybrides préparées par le procédé sol-gel et à base de silice-acétate de polyvinyle pour l'enrichissement en méthane à partir de biogaz

Quechulpa-Pérez P, Pérez-Robles JF, Pérez-de Brito AF et Avilés-Arellano LM

L'utilisation d'énergies alternatives pour remplacer ou utiliser dans une moindre mesure les combustibles fossiles est l'un des objectifs les plus importants de notre société moderne. Actuellement, la recherche se concentre sur la production et l'utilisation de biocarburants, tels que le biogaz. Cependant, le biogaz produit (composé principalement de méthane, CH4) contient différents gaz indésirables tels que l'azote, N2, le dioxyde de carbone, CO2 et des composés soufrés, il est donc très important de réduire ces gaz et d'augmenter la concentration de gaz méthane. À cet égard, notre groupe de recherche travaille sur un type de membranes hybrides pour augmenter la qualité du gaz méthane dans le biogaz et diminuer la concentration d'autres gaz. La séparation des gaz a été réalisée à l'aide de membranes hybrides préparées par le procédé sol-gel, à base de silice (SiO2) et d'acétate de polyvinyle, PVAc. Le matériau des membranes a été préparé en utilisant différentes concentrations de SiO2 (% p/p) et quatre solvants différents (méthanol, éthanol, propanol, butanol dans différents rapports molaires) pour rendre compatibles l'eau, nécessaire au processus, et le tétraéthylorthosilicate, TEOS ; c'est-à-dire le précurseur de la silice. Nous avons constaté que la porosité des membranes changeait en fonction du solvant utilisé pour la préparation du matériau hybride. Les meilleures membranes ont été obtenues en utilisant le méthanol comme solvant. En revanche, lorsque d'autres solvants ont été utilisés, les membranes obtenues étaient de mauvaise qualité, présentant d'abondantes microfissures, visibles à l'œil nu, et pour cette raison elles ont été rejetées. Pour les tests de séparation des gaz, des gaz purs à basse pression similaires à ceux trouvés dans les conditions des biodigesteurs ont été utilisés pour tester les membranes hybrides. Les résultats ont montré que l'ordre des gaz de diffusion est : H2, CH4, N2 et CO2. Cela a été corroboré en utilisant un mélange de gaz, comme indiqué.