Seawater electrolysis enables high-quality carbon removal
Résumé
Nous présentons les bilans de masse associés à l'élimination du dioxyde de carbone (CO2) en utilisant l'eau de mer comme source de réactifs et comme milieu de réaction par électrolyse. Ce processus implique l'application d'une surtension électrique qui divise l'eau pour former des ions H+ et OH-, produisant de l'acidité et de l'alcalinité, en plus des coproduits gazeux, à l'anode et à la cathode, respectivement. L'alcalinité qui en résulte, c'est-à-dire par l'intermédiaire de la "pompe pH électrolytique continue", entraîne la précipitation instantanée de carbonate de calcium (CaCO3), de carbonates de magnésium hydratés (par exemple, la nesquehonite : MgCO3-3H2O, hydromagnésite : Mg5(CO3)4(OH)2-4H2O, etc.), et/ou l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)2) en fonction de l'activité de l'ion CO32- en solution. Il en résulte le piégeage et donc l'immobilisation durable et permanente (au moins ~10 000-100 000 ans) du CO2 qui était à l'origine dissous dans l'eau et qui est en outre extrait de l'atmosphère dans : a) les carbonates minéraux, et/ou b) sous forme d'ions bicarbonate (HCO3-) et carbonate (CO32-) solvatés (c'est-à-dire en raison de l'absorption du CO2 atmosphérique dans l'eau de mer dont l'alcalinité est accrue). Ensemble, ces actions entraînent l'élimination nette de ≈4,6 kg de CO2 par m3 de catholyte d'eau de mer traité. Dans l'ensemble, cette analyse fournit des quantifications directes de la capacité du processus à servir de moyen de CDR technologique pour atténuer les pires effets de l'accélération du changement climatique.
Bio Erika La Plante
Erika La Plante est cofondatrice et responsable de la mesure, du rapport et de la vérification (MRV) ainsi que de l'évaluation de l'impact environnemental chez Equatic. Elle est également professeure adjointe en science et ingénierie des matériaux à University of California, à Davis. Elle a obtenu un doctorat en sciences de la terre et de l'environnement avec une spécialisation en géochimie à University of Illinois à Chicago et une licence en géologie à University of the Philippines. Erika applique son expertise en cinétique des processus aqueux à basse température aux interfaces minéral-fluide pour répondre aux nombreuses questions de recherche dans les domaines du climat, de la durabilité, de l'environnement bâti et de l'énergie.
Bio Dante Simonetti
Dante Simonetti est professeur agrégé d'ingénierie chimique et directeur associé pour la traduction technologique à l'Institut pour la gestion du carbone de UCLA. Les projets en cours de l'institut comprennent SeaChange, une technologie à haut rendement énergétique qui élimine le dioxyde de carbone dissous dans l'eau de mer ; x/44, une méthode de capture électrochimique directe de l'air ; et EPOCH, un processus électrochimique de production de portlandite - un substitut du calcaire et du ciment - conçu pour réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone associées à la production de ciment et de béton. Dante est titulaire d'une licence et d'un doctorat en génie chimique de l'université de Notre Dame et de l'université du Wisconsin-Madison, respectivement. Il a rejoint la faculté de l'UCLA en 2014 après avoir travaillé en tant que chef de projet R&D chez Honeywell's UOP. Ses recherches portent sur la chimie et l'ingénierie des réactions, et plus particulièrement sur la réduction de l'empreinte carbone des processus industriels et de la production d'énergie, tout en remédiant aux émissions héritées du passé. Outre ses recherches, Dante a publié plusieurs ouvrages scientifiques évalués par des pairs et détient plusieurs brevets dans ce domaine d'expertise.