La poudre de fer réussit le premier test industriel en tant que dioxyde de carbone renouvelable

Question simple : et si nous pouvions mettre fin à tout ce cauchemar du changement climatique alimenté par les combustibles fossiles et brûler autre chose comme source d’énergie ? En bonus, et si cet autre chose était l’un des éléments les plus courants sur Terre ?

Réponse simple : brûlons du fer.

Bien que mettre le feu à un lingot de fer soit probablement plus problématique qu'il n'en vaut la peine, la fine poudre de fer mélangée à l'air est hautement combustible. Lorsque vous brûlez ce mélange, vous oxydez le fer. Alors qu’un combustible carboné s’oxyde en CO2, un combustible ferreux s’oxyde en Fe2O3, qui n’est que de la rouille. L’avantage de la rouille est qu’il s’agit d’un solide qui peut être capturé après combustion. Et c’est le seul sous-produit de toute l’entreprise : la poudre de fer entre et l’énergie sort sous forme de chaleur et de poudre de rouille. Le fer a une densité énergétique d’environ 11,3 kWh/L, ce qui est meilleur que l’essence. Bien que son énergie spécifique soit relativement faible de 1,4 kWh/kg, ce qui signifie que pour une quantité d'énergie donnée, la poudre de fer prendra un peu moins de place que l'essence mais sera presque dix fois plus lourde.

En d’autres termes, il pourrait ne pas convenir à l’alimentation de votre voiture. Cela ne chauffera probablement pas non plus votre maison. Mais cela pourrait être idéal pour l’industrie, où il est actuellement testé.

Des chercheurs de la TU Eindhoven développent depuis plusieurs années de la poudre de fer comme combustible pratique et ont installé le mois dernier un système de chauffage de la poudre de fer dans une brasserie aux Pays-Bas, qui transforme toute l'énergie stockée en bière. Étant donné que l’électricité ne peut pas produire efficacement le type de chaleur requis pour de nombreuses applications industrielles (y compris le brassage), la poudre de fer est une option viable sans carbone, ne laissant que de la rouille.

Alors qu’arrive-t-il à toute cette rouille ? C'est là que les choses deviennent intelligentes, car le fer n'est pas seulement un combustible consommé, c'est un stockage d'énergie qui peut être rechargé. Et pour le recharger, vous prenez tout ce Fe2O3, retirez l’oxygène et le retransformez en Fe, prêt à être à nouveau brûlé. Ce n'est pas facile à faire, mais une grande partie de l'énergie et du travail nécessaires pour éloigner ces Os du Fes vous sont restitués lorsque vous brûlez le Fe la prochaine fois. L’idée est que vous pouvez utiliser le même fer encore et encore, en le déchargeant et en le rechargeant comme vous le feriez avec une batterie.

La combustion de la poudre de fer est visible à travers le verre du tube de combustion.Photo : Bart van Overbeeke

Pour maintenir la nature zéro carbone du combustible ferreux, le processus de recharge doit également être zéro carbone. Il existe différentes manières d'utiliser l'électricité pour transformer la rouille en fer, et un consortium dirigé par des chercheurs de TU/e ​​explore trois technologies différentes basées sur la réduction de l'hydrogène chaud (qui transforme l'oxyde de fer et l'hydrogène en fer et en eau), comme ils nous ont décrit dans un e-mail :

La production d'hydrogène et la chaleur nécessaire au fonctionnement du four ou des réacteurs nécessitent bien sûr de l'énergie, mais il s'agit d'énergie de réseau qui peut provenir de sources renouvelables.

Si le renouvellement du combustible ferreux nécessite de l’hydrogène, une question évidente est de savoir pourquoi ne pas simplement utiliser l’hydrogène comme combustible zéro carbone en premier lieu ? Le problème avec l'hydrogène est qu'en tant que moyen de stockage d'énergie, il est très ennuyeux à gérer, car le stockage de quantités utiles implique généralement une haute pression et un froid extrême. Dans un environnement industriel localisé (comme dans votre usine de réduction de la rouille), ce n'est pas si grave, mais une fois que vous commencez à essayer de le distribuer, cela devient un véritable casse-tête. La poudre de fer, en revanche, peut être manipulée en toute sécurité, se stocke indéfiniment et peut être facilement déplacée avec les vraquiers existants comme le rail.

C’est pourquoi son avenir semble se situer dans des applications où le poids n’est pas une préoccupation majeure et où la collecte de la rouille est réalisable. En plus de la production de chaleur industrielle (qui inclura à terme la modernisation des centrales électriques au charbon pour brûler de la poudre de fer), les chercheurs de la TU/e ​​étudient si la poudre de fer pourrait être utilisée comme carburant pour les grands cargos, qui sont des émetteurs de carbone extraordinairement sales. qui sont également conçus pour supporter beaucoup de poids.