Journal de la science et de la technologie des membranes

Abstrait

Les membranes de transport d'oxygène et leur rôle dans la capture du CO2 et la production de gaz de synthèse

Muhammad Riaz* et Muhammad Abdullah Butt

La technologie membranaire pour la séparation des gaz a connu des améliorations remarquables au cours des 20 dernières années, en particulier dans le domaine de la séparation de l'air pour une production rentable d'oxygène gazeux très pur. Elle ouvre rapidement la voie à une voie alternative aux processus de séparation orthodoxes comme la distillation cryogénique. Les cellules électrochimiques à l'état solide basées sur la conduction oxygène-ion permettent un transport sélectif à haute température de l'O2 sous forme de flux ionique. Ces systèmes peuvent donc agir comme filtres pour l'oxygène moléculaire pour la génération ou la séparation de l'oxygène gazeux. La conversion thermochimique solaire du CO2 et de l'H2O en gaz de synthèse est généralement effectuée à une température élevée supérieure à 1500°C dans des cycles répétés de chauffage-refroidissement à l'aide de catalyseurs à base d'oxyde métallique durables. Les membranes de transport d'oxygène (OTM) sont des membranes céramiques à haute densité qui présentent une conductivité mixte d'ions oxygène et d'électrons et une OTM à oxyde métallique mixte à deux phases pourrait convertir thermochimiquement le CO2 et l'H2O en gaz de synthèse en une seule étape avec un rapport H2/CO de 2:1 ; offrant ainsi une voie alternative pour la production de gaz de synthèse. Les OTM proposent également une technologie favorable aux procédés d'oxycombustion et de capture du CO2 pour les centrales électriques au gaz et au charbon. Les dernières avancées dans le domaine des membranes céramiques pour la séparation de l'oxygène de l'air à haute température par rapport à de nombreux matériaux et les perspectives des membranes à base de céramique pour ces mêmes matériaux sont examinées.