L'étude, dirigée par le professeur Jin Xuan et financée par le Conseil de recherche en génie et en sciences physiques, cherche à atteindre son objectif ambitieux en utilisant une nouvelle approche électrochimique.
Près de 140 000 matériaux et produits chimiques industriels sont commercialisés dans le monde, et la plupart d'entre eux sont fabriqués à partir de combustibles fossiles, qui sont nocifs pour la planète en raison de leurs niveaux élevés de dioxyde de carbone intégré.
Il est vital d'identifier des alternatives durables pour la fabrication de ces produits chimiques et matériaux et la biofabrication est une voie prometteuse.
Ce type de fabrication utilise des substances biologiques comme « matières premières » – des matières premières qui alimentent/alimentent le processus – pour fabriquer des produits chimiques et des matériaux importants pour des bioproduits durables, tels que des médicaments, des polymères et des détergents.
Le processus est considéré comme durable car il utilise des déchets, tels que la biomasse, en l'utilisant comme matière première. Cependant, il est loin d'être parfait car il entraîne toujours la libération de dioxyde de carbone.
Le dioxyde de carbone est émis et perdu au cours des étapes du processus de biofabrication, et les déchets des produits finaux sont incinérés ou mis en décharge, ce qui augmente encore l'empreinte carbone du système.
Le professeur Xuan et son équipe cherchent à développer un procédé qui intègre la conversion lignocellulosique électrochimique avec la réduction du CO2 et à l'alimenter en utilisant des énergies renouvelables.
Ils espèrent que leurs efforts réduiront jusqu'à 50 % l'énergie utilisée pour la biofabrication et rendront le processus de fabrication plus efficace et plus rentable.
Sur la photo : recherche sur la fabrication durable en cours au Centre interdisciplinaire UKRI pour l'économie chimique circulaire de l'Université de Loughborough.
À propos du fonctionnement du système, le professeur Xuan a déclaré : « Ce projet vise à capturer le dioxyde de carbone et à le réintégrer dans le processus de fabrication et à éliminer les déchets après la fin de l'utilisation du produit et à le réutiliser comme matière première.
« Un aspect important est la pensée systémique. Nous devons intégrer la nouvelle technologie de fabrication dans le grand système industriel et la chaîne d'approvisionnement, et examiner les impacts environnementaux, économiques et sociaux de tout leur cycle de vie.
"C'est une tâche difficile, mais nous visons à y parvenir en développant une nouvelle solution de jumeau numérique pour capturer la dynamique complexe de ces systèmes de fabrication tout au long de leur cycle de vie."
Il a poursuivi : « Le secteur de la fabrication de produits chimiques est le deuxième émetteur industriel du Royaume-Uni, avec un chiffre d'affaires annuel de 32 milliards de livres sterling.
« Par conséquent, l'exploitation de systèmes à perte nette de carbone (émissions ou déchets) tout au long du cycle de vie sera la clé d'une future fabrication durable avec résilience des ressources et viabilité économique.
"Grâce à notre conception d'économie circulaire en boucle fermée, nous voulons éliminer toutes les formes de perte de carbone."
En plus de collaborer avec des partenaires académiques de l'Imperial College et de l'Université Heriot-Watt, le projet implique des partenaires tels que le Knowledge Transfer Network (KTN), BASF, le Manufacturing Technology Center (MTC) et la spin-out OxCCU de l'Université d'Oxford.
Plus d'informations sur le projet, qui devrait s'achever en 2025, peuvent être trouvées ici.
Le professeur Xuan a également expliqué l'importance d'une approche d'économie circulaire dans une récente vidéo explicative des médias qui peut être trouvée ci-dessous :
