La croissance nécessite une production d’énergie propre

La technologie des membranes réduit les pertes d’énergie et facilite la production propre d’hydrogène.

Selon l’Agence internationale de l’énergie et l’Energy Information Administration des États-Unis, la consommation mondiale d’énergie devrait augmenter de plus de 28 % d’ici 2040.¹ Cependant, les méthodes de production d’énergie sont essentielles pour protéger notre planète, et des processus de production d’énergie inefficaces peuvent contribuer au changement climatique.

Les membranes échangeuses d’ions Nafion™ offrent une solution pour la production propre d’énergie, l’eau étant l’unique dérivé. Les piles à combustible (une autre application des membranes Nafion™) convertissent l’hydrogène en électricité, qui vient s’ajouter à l’alimentation intermittente assurée par les énergies renouvelables, une alternative populaire aux sources d’énergie à base de carbone. Toutefois, compter sur les sources d’énergie nouvelles ne constitue qu’un des éléments de l’équation : le stockage et la distribution de l’excédent d’énergie devront répondre aux besoins de charges plus importantes de la société.

Chemours explore des stratégies en vue de faciliter le stockage et la gestion efficaces de l’énergie grâce à la prise en charge des réseaux électriques importants au moyen d’accumulateurs à circulation constante. Ces unités de stockage sont dotées d’une technologie de membranes qui permet au réseau de faire concorder efficacement l’offre et la demande. Les villes intelligentes ainsi que les réseaux publics actuels et futurs utiliseront également l’Internet des objets pour surveiller la consommation électrique.

Lutte contre le changement climatique au moyen des sources d’énergie nouvelles

L’attention mondiale est centrée sur l’utilisation de l’énergie propre comme moyen d’atténuation des effets des émissions de gaz à effet de serre néfastes à la planète. Les énergies renouvelables provenant de sources éoliennes et solaires ou de la production d’hydrogène, bien que plus respectueuses de l’environnement, comportent d’autres risques. La production d’énergie solaire et éolienne nécessite une disponibilité constante, et la production d’hydrogène demeure inefficace et coûteuse.

Les ingénieurs et concepteurs recommandent les membranes Nafion™ pour leurs piles à combustible du fait de leur épaisseur, conductivité, robustesse et durabilité chimique. Les membranes échangeuses d’ions Nafion™ jouent un rôle primordial dans trois segments de l’industrie de transformation de l’énergie propre qui résolvent ces difficultés : les piles à combustible, le stockage de l’énergie et la production d’hydrogène.

Piles à combustible

Les piles à combustible (ou électrochimiques) convertissent l’énergie chimique d’un combustible (généralement l’hydrogène et l’oxygène) en électricité grâce à une réaction chimique. Les ingénieurs et concepteurs recommandent l’utilisation des membranes Nafion™ du fait de leur épaisseur, conductivité, robustesse et durabilité chimique.

Production d’hydrogène

La demande croissante en énergie propre a cristallisé l’attention sur la production d’hydrogène. Les innovateurs imaginent une société qui utilise l’hydrogène pour assurer le chauffage, alimenter les voitures ainsi que stocker et transporter l’énergie. Bien que ces piles à hydrogène constituent un objectif prometteur en matière d’obtention d’un combustible propre, les méthodes de production actuelles reposent sur les combustibles fossiles qui émettent des gaz à effet de serre contribuant au changement climatique.

L’hydrogène produit au moyen de l’électrolyse de l’eau offre une solution de rechange durable. L’utilisation des membranes échangeuses d’ions Nafion™ dans les piles électrochimiques offre un moyen écologique de générer d’importantes quantités d’hydrogène sans émission de dioxyde de carbone. Les membranes Nafion™ pour piles à combustible permettent :

  • La réduction des perturbations de la production
  • Le maintien en permanence de rendements élevés
  • La promotion d’une solution de production d’hydrogène respectueuse de l’environnement

Stockage d’énergie

À mesure que les populations, les taux de consommation énergétique et les énergies renouvelables disponibles augmentent, il en est de même pour le besoin en stockage fiable de l’énergie. Les services publics stockent de l’énergie dans des accumulateurs à circulation constante aux fins de distribution pendant les périodes de forte demande en vue de stabiliser le flux énergétique dans les réseaux existants et d’équilibrer la nature variable des énergies renouvelables.

Les accumulateurs à circulation constante dotés des membranes Nafion™ offrent des solutions de stockage sûres, économiques et durables. La durabilité et l’épaisseur des membranes Nafion™ améliorent la performance des accumulateurs à circulation constante utilisés pour le stockage de l’énergie à grande échelle. Comme les piles électrochimiques peuvent fonctionner comme des piles à combustible ou des piles rechargeables, les membranes Nafion™ permettent aux piles de conserver leurs principales propriétés tout au long des cycles continus de production d’énergie.

Prise en charge des exploitations pétrolières et gazières

Les approvisionnements énergétiques mondiaux reposent principalement sur les combustibles fossiles. À présent qu’il est plus difficile de trouver d’importantes réserves de pétrole et de gaz dans les zones minières, de nouveaux travaux d’explorations se poursuivent dans des sites reculés, en eaux profondes et dans les régions arctiques. Les environnements de fond extrêmes, la location du matériel et l’hébergement de l’équipe entraînent l’augmentation des dépenses. Le matériel doit fonctionner de façon fiable à des températures et pressions élevées tout en résistant aux effets des produits chimiques agressifs. En cas de défaillance du matériel ou de temps d’arrêt imprévu, les frais s’accumulent rapidement. À peine quatre jours d’arrêt imprévu peuvent coûter environ 5 millions de dollars à une compagnie pétrolière ou gazière2,3.

Chemours peut aider les producteurs à réduire les temps d’arrêt et à optimiser l’utilisation du matériel. Les fluoroélastomères Viton™, les huiles et graisses Krytox™ ainsi que les fluoropolymères Teflon™ permettent de maintenir l’équipement en service en le protégeant des températures et pressions élevées ainsi que des fluides corrosifs.

Énergie propre : Préparation de l’avenir

Les méthodes innovantes de production, de stockage et de distribution de l’énergie peuvent influencer les progrès réalisés dans les autres secteurs. Les constructeurs produiront davantage de véhicules électriques et fonctionnant à l’hydrogène, une fois que ces combustibles sources deviendront facilement accessibles et abordables. Davantage de villes intelligentes recourront aux réseaux et compteurs pour l’automatisation de l’utilisation efficace. Le pouvoir de la chimie améliorera ces derniers ainsi que de nombreuses autres applications du secteur énergétique tout en réduisant l’empreinte environnementale.

¹ Source : https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=32912

² Source : https://connectedworld.com/make-data-the-new-oil-iiot-enabled-predictive-maintenance-for-the-oil-and-gas-industry/

³ Source : https://www.bhge.com/sites/default/files/2017-12/impact-of-digital-on-unplanned-downtime-study.pdf