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Carbonatation minérale pour le stockage du CO2

2000
Expérience de laboratoire sur la carbonatation minérale pour le stockage du CO2 en chimie inorganique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

UN processus chimique qui imite l'altération naturelle des roches pour stocker le CO2 de façon permanente. Ce procédé consiste à faire réagir le dioxyde de carbone avec des minéraux contenant des oxydes métalliques, tels que l'oxyde de magnésium (MgO) et l'oxyde de calcium (CaO), pour former des minéraux carbonatés stables comme la magnésite (MgCO₃) et la calcite (CaCO₃). méthode offre un stockage à long terme très sécurisé avec un faible risque de fuite.

La carbonatation minérale est considérée comme l'une des méthodes les plus sûres pour la séquestration du carbone à long terme, car elle lie le CO2 dans un état solide thermodynamiquement stable, similaire à la manière dont le carbone est stocké sur des échelles de temps géologiques. Les principales réactions chimiques sont exothermiques. Par exemple, la carbonatation de l'olivine (silicate de magnésium) peut être représentée comme suit : [latex]Mg_2SiO_4 (s) + 2CO_2 (g) \rightarrow 2MgCO_3 (s) + SiO_2 (s)[/latex].

Le procédé peut être réalisé ex situ ou in situ. Dans ce procédé, des roches appropriées (comme l'olivine ou la serpentine) ou des déchets industriels (comme les scories d'acier) sont extraits, concassés et mis à réagir avec du CO₂ dans une installation industrielle contrôlée. Le principal défi réside dans la lenteur de la cinétique de réaction à température et pression ambiantes. Pour accélérer la réaction, les minéraux nécessitent souvent un prétraitement énergivore, tel qu'un broyage fin ou un chauffage, ce qui peut engendrer une perte énergétique importante et augmenter les coûts.

En revanche, la carbonatation minérale *in situ* consiste à injecter du CO2, souvent dissous dans de l'eau pour créer de l'acide carbonique, dans des formations rocheuses réactives souterraines, telles que le basalte. L'acide carbonique dissout la roche, libérant des ions métalliques (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺) qui réagissent ensuite avec le bicarbonate pour précipiter sous forme de minéraux carbonatés dans les pores de la roche. Le projet CarbFix en Islande a démontré avec succès cette approche, en montrant que plus de 95% de CO2 injecté peuvent être minéralisés en moins de deux ans, un rythme beaucoup plus rapide que prévu initialement.

UNESCO Nomenclature: 2401
- Chimie

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Incrémentale

Usage

Technologie émergente

Précurseurs

  • compréhension de la thermodynamique chimique et de la cinétique des réactions
  • connaissance de la géochimie et du cycle naturel d'altération des roches
  • procédés industriels de broyage et de traitement des minéraux
  • développement de réacteurs chimiques à haute pression
  • études sur la formation des roches carbonatées

Applications

  • production de béton et de granulats de construction à bilan carbone négatif
  • traitement des flux de déchets industriels tels que les scories d'acier et les résidus miniers
  • projets de carbonatation in situ dans des formations rocheuses basaltiques (par exemple, projet Carbfix en Islande)
  • développement de nouveaux matériaux de construction qui durcissent en absorbant le CO2

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Voir aussi : carbonatation minérale, amélioration de l'altération, minéralisation du carbone, olivine, serpentine, calcite, magnésite, ex-situ, in-situ, carbfix.

Contexte historique

Carbonatation minérale pour le stockage du CO2

1990
1990
1997
2000
1990
1990
1997
2000
2008

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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