Un projet transforme les déchets d'olives en supercondensateurs

Un projet de recherche mené en Espagne s'est achevé après avoir mis au point un procédé efficace permettant de valoriser les déchets d'olive pour diverses applications industrielles.

Un projet mené en Espagne a permis de transformer avec succès des déchets d'olives en charbon actif pouvant servir à diverses fins.

À l’issue de sa période de recherche, le projet CARBON+, une initiative con­jointe des secteurs public et privé, a démontré l’effi­ca­cité du produit en tant que maté­riau de super­capac­i­teur, son efficacité dans le traitement des eaux usées et sa contribution à l’allongement de la durée de vie de la saumure dans la transformation des olives.

Ces résultats soulignent le potentiel des charbons actifs dans diverses applications, ce qui contribuera à l’étude de la faisabilité économique de la transposition du procédé à l’échelle industrielle.

Lancé en 2022 dans le cadre du programme de projets stratégiques en collaboration avec l’Agence valencienne pour l’innovation du gouvernement régional de la Communauté valencienne et cofinancé par l’Union européenne, le projet a été mené par Greene Enterprise, Aceitunas Serpis, l’université d’Alicante et Aitex.

Les travaux ont été réalisés dans l’usine pilote de Greene, située dans le parc industriel d’Elche, à partir de résidus de transformation d’olives fournis par Serpis, un producteur d’olives de table. Ces résidus sont principalement composés de noyaux d’olives et de saumure, les principaux déchets du secteur oléicole, obtenus après la transformation d’olives de table des variétés Manzanilla et Hojiblanca.

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Malgré des recherches approfondies menées ces dernières années sur l’application des principes de l’économie circulaire aux industries de l’olive de table et de l’huile d’olive, la grande majorité des déchets est toujours mise en décharge.

L'objectif final du projet CARBON+ était d'utiliser la pyrolyse pour transformer ces déchets en charbon actif de haute qualité via un procédé industriel économiquement viable.

Cet objectif a été atteint, et du charbon actif présentant une surface spécifique de 1 440 mètres carrés par gramme a été produit. L'une des qualités les plus utiles du charbon actif étant sa capacité d'adsorption (l'adhérence d'atomes, d'ions ou de molécules provenant d'un gaz, liquide ou solide dissous à une surface), plus la surface est grande, plus le charbon est efficace dans de telles appli­ca­tions.

Outre le déve­loppe­ment re­us­sé de ce pro­cé­s, trois appli­ca­tions industrielles princi­pales ont été étu­di­es afin d’éval­uer la valeur finale poten­tielle du char­bon acti­vé.

La première exploite la forte capacité d’adsorption du produit pour éliminer les matières organiques en suspension et les composés phénoliques dissous dans la saumure issue de la fermentation des olives.

Cela permet de réutiliser la saumure directement dans l’industrie de transformation de l’olive, réduisant ainsi les déchets et les coûts associés. Le charbon actif utilisé dans le cadre de ce projet s’est révélé plus efficace à cet égard que les alternatives commerciales, éliminant une plus grande quantité de polyphénols grâce à sa porosité supérieure.

Dans une application connexe, le charbon actif s’est révélé efficace pour éliminer les odeurs dans le traitement des eaux usées. Ceci a été démontré en testant le produit sur de la saumure de fermentation, des eaux usées textiles et des eaux usées urbaines standard provenant d’une station d’épuration en service.

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Enfin, le charbon actif obtenu a été évalué quant à son utilisation potentielle dans des supercondensateurs pour le stockage d'énergie. Ces dernières années, l'utilisation des charbons actifs dans le stockage d'énergie a suscité un regain d'intérêt, et ceux-ci restent un candidat de choix dans la recherche de matériaux poreux susceptibles de permettre l'économie de l'hydrogène.

Les supercondensateurs à base de carbone se composent de deux électrodes de carbone poreuses présentant une grande surface spécifique, immergées dans un électrolyte et séparées par une membrane.

Le stockage d’énergie est entièrement électrostatique et, par conséquent, sans danger pour l’intégrité et la stabilité des électrodes. Cela permet au supercondensateur d’effectuer jusqu’à 100 000 cycles de chargeavec un taux de détérioration de l’électrolyte inférieur à 10 %, ce qui rend ce type de stockage d’énergie très intéressant pour des applications telles que les véhicules électriques.

Il a été démontré que les électrodes fabriquées à partir du matériau du projet offraient des performances comparables à celles construites avec du charbon actif commercial, avec des performances légèrement inférieures.

Les performances électrochimiques se sont améliorées après lavage du charbon actif à l’acide chlorhydrique et modification de la chimie de sa surface par traitement thermique. Les chercheurs ont conclu que les performances obtenues à ce stade étaient suffisamment élevées pour justifier la poursuite des travaux de recherche et de développement.

Cette conclusion a également été tirée concernant le projet dans son ensemble, M. Greene déclarant : «En bref, ces résultats soulignent le potentiel des charbons actifs dans diverses applications, ce qui contribuera à l’étude de la faisabilité économique d’une mise à l’échelle du procédé au niveau industriel par les deux entreprises. »