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Combattre les émissions polluantes grâce à l’ammoniac solide : des chercheurs danois finalistes du Prix de l’inventeur européen

26.04.2016

in Communiqués de presse

Tue Johannessen, Ulrich Quaade, Claus Hviid Christensen et Jens Kehlet Nørskov nommés dans la catégorie « PME » du Prix de l'Office européen des brevets (OEB)
Leur procédé de stockage de l'ammoniac sous forme solide, rapide et peu coûteux, permet de neutraliser les émissions de NO_x des moteurs diesel, servir de vecteur énergétique pour des piles à combustible ou comme générateur d'énergie autonome
Benoît Battistelli, Président de l'OEB : «L'invention de l'équipe danoise est une avancée majeure pour la réduction de la pollution des véhicules diesel, qui ouvre aussi la voie à d'autres utilisations respectueuses de l'environnement.»

Munich, 26 avril 2016 - Utiliser un gaz nocif comme l'ammoniac pour filtrer les gaz d'échappement des véhicules peut sembler contre-intuitif. C'est pourtant l'idée développée par une équipe de scientifiques danois, qui a décidé d'utiliser les propriétés de l'ammoniac pour transformer les oxydes de mono-azote - un polluant toxique couramment appelé NO_x - en vapeur d'eau et en azote inoffensif. En raison de sa causticité et de sa toxicité, l'ammoniac est normalement difficile et dangereux à stocker sous forme gazeuse, liquide, ou solide à très basse température : son point d'ébullition est à -33 °C et il nécessite, sous sa forme liquéfiée, une technique de réfrigération coûteuse et encombrante. Ces problèmes sont aujourd'hui dépassés grâce à l'invention des chercheurs danois : en utilisant des sels métalliques, ils ont mis au point une technique simple pour stocker l'ammoniac sous une forme solide et compacte.

Pour cette invention remarquable, l'Office européen des brevets (OEB) a nommé Tue Johannessen, Ulrich Quaade, Claus Hviid Christensen et Jens Kehlet Nørskov parmi les finalistes de la catégorie « Petites et moyennes entreprises » du Prix de l'inventeur européen 2016. Les lauréats de la 11^ème édition de ce prix décerné chaque année par l'OEB seront annoncés lors d'une cérémonie à Lisbonne le 9 juin prochain.

« L'invention de Tue Johannessen, Ulrich Quaade, Claus Hviid Christensen et Jens Kehlet Nørskov Tue Johannessen est une avancée majeure pour la réduction de la pollution des véhicules diesel, qui ouvre aussi la voie à d'autres utilisations respectueuses de l'environnement », a déclaré le Président de l'OEB, Benoît Battistelli. « A l'heure où l'on parle de plus en plus de carburants alternatifs et de réduction des émissions, cette équipe a prouvé que l'humanité peut relever ses défis grâce à l'innovation », a-t-il ajouté.

Les avantages de l'ammoniac solide

Ce dispositif de stockage compact et sûr, commercialisé aujourd'hui sous la marque AdAmmine^TM, ouvre de nouveaux champs d'application à l'ammoniac. Ce dernier peut être utilisé désormais comme un dépolluant des moteurs diesel ou même pour créer un carburant zéro émission pour les véhicules électriques. En effet, l'un des grands avantages de l'ammoniac à l'état solide est qu'il ne nécessite aucun changement de pression ou de température. Un autre atout réside aussi dans sa portabilité : 50 grammes d'ammoniac solide équivaut à 60 litres d'ammoniac pur à l'état gazeux.

Un procédé agissant comme une super éponge

La technique de l'équipe danoise pour rendre l'ammoniac solide consiste à le mettre en contact avec certains sels métalliques, tels que le chlorure de strontium. Le sel agit alors comme une éponge, absorbant de grandes quantités d'ammoniac sans prendre de volume. Ainsi, un cube de chlorure de strontium ne pesant pas plus de 100 grammes et tenant dans le creux de la main peut renfermer jusqu'à 50 grammes d'ammoniac en phase solide. Pour commercialiser leur technologie, Tue Johannessen, Ulrich Quaade et leurs collègues - parmi lesquels Claus Hviid Christensen, Jens Kehlet Nørskov et Rasmus Zink Sørensen -, ont fondé en 2005 la société Amminex. Avec Tue Johannessen comme directeur de la technologie, l'entreprise vend aujourd'hui des cartouches de sels métalliques emmagasinant l'ammoniac sous la marque AdAmmine^TM, ainsi que des systèmes de dosage de l'ammoniac. Ces cartouches peuvent être utilisées, par exemple, comme vecteur énergétique pour des piles électriques. Intégré dans le système d'échappement des véhicules diesel, elles peuvent également réduire jusqu'à 99% des émissions de NO_x, qui sont aujourd'hui l'un des éléments principaux de la pollution de l'air dans les villes.

« Cette technologie ne permet pas seulement d'atteindre des niveaux de NO_x très bas dans les émissions des véhicules, mais aussi de diminuer les émissions de CO₂ car le moteur peut fonctionner à sa température optimale », estime Tue Johannessen.

Contribuer à une meilleure qualité de l'air

Lorsque l'ammoniac est mélangé à des gaz d'échappement de moteurs diesel, il réagit au contact des NO_x, qui se désagrègent alors en vapeur d'eau et en nitrogène, des gaz inoffensifs existant en abondance dans l'atmosphère terrestre. Utilisable facilement et à des températures basses, le procédé de l'équipe danoise présente un réel atout par rapport aux absorbeurs-neutralisateurs actuels à base d'urée. En effet, ces derniers ne peuvent nettoyer les gaz d'échappement qu'à partir de 200°C : si cela ne constitue pas un problème sur les longs trajets - les moteurs ayant alors eu le temps de chauffer -, les déplacements en ville sont problématiques car la température voulue y est rarement atteinte. AdAmmine^TM en revanche peut fonctionner en-dessous de 200°C et neutraliser les NO_x dans toutes les situations de conduite. L'un des produits d'Amminex, l'Ammonia Storage and Delivery System (ASDS), intègre l'ammoniac dans les systèmes d'échappement à une température d'à peine 60°C.

L'invention des chercheurs danois peut donc améliorer considérablement la qualité de l'air en ville. Un point crucial lorsque l'on considère que la pollution atmosphérique est responsable d'environ 7 millions de décès prématurés par an dans le monde, selon l'OMS.

Les inventeurs : une carrière entre recherche universitaire et start-up

Amminex, l'entreprise fondée par Tue Johannessen, Ulrich Quaade et leur équipe est intimement liée à l'Université Technique du Danemark (DTU). Tue Johannessen y a obtenu son doctorat en génie chimique en 1998, avant d'en devenir professeur associé au département de génie chimique et biochimique. Ulrich Quaade, qui est actuellement à la tête du département R&D d'Amminex, a également été professeur associé auprès de l'Université Technique du Danemark, mais dans le département de physique. Il a obtenu son doctorat en physique à l'Université du Danemark du Sud. Claus Hviid Christensen a passé sa maîtrise en chimie à l'Université de Copenhague et Jens Kehlet Nørskov est titulaire d'un doctorat en physique théorique de l'Université d'Aarhus (Danemark). Tous deux ont également été professeurs à la DTU : Claus Hviid Christensen auprès du département de chimie et Jens Kehlet Nørskov auprès du département de physique.

Depuis sa création en 2005, la PME de recherche Amminex est devenue un acteur crédible et respecté dans l'industrie automobile. Sa croissance rapide et le développement de ses produits ont été soutenus par quatre opérations de financement, qui ont permis à Amminex de faire son entrée sur le marché. L'entreprise enregistre aujourd'hui un chiffre d'affaires annuel de 4,3 millions d'euros. En 2010, l'entreprise a débuté la construction de sa première usine de traitement à grande échelle. Elle vient tout juste de décrocher un contrat de modernisation de 300 bus de la ville de Copenhague, et obtenu des subventions Horizon 2020 de l'Union Européenne pour explorer une technologie qui combinerait les émissions ultra faibles de NO_x avec un carburant à haut rendement énergétique.

Ressources additionnelles

Vidéos et visuels

En savoir plus sur l'inventeur

Accéder au brevet : EP1728290 , EP2316558 , EP2305979 , EP2241535

Des brevets pour un avenir plus vert et plus propre :

L'équipe danoise d'Amminex contribue à rendre les émissions diesel plus propres et ouvre la voie à des transports à faible émission. Elle rejoint la liste des nombreux finalistes et lauréats du Prix de l'inventeur européen reconnus pour leurs contributions à une mobilité plus respectueuse de l'environnement. En savoir plus sur les innovations écoénergétiques

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