Électro-oxydation photoassistée de l’urée, simultanée à la production d’hydrogène - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Photoassisted electro-oxidation of urea, simultaneously with hydrogen production

Électro-oxydation photoassistée de l’urée, simultanée à la production d’hydrogène

Guillaume Hopsort
Laure Latapie
Karine Loubière
Theodore Tzedakis

Résumé

Le projet HYUREA (ANR 19-CE04-0009), rassemblant quatre partenaires (ICMPE, LISE, LGC, SIAAP), a pour objectif global la dégradation de l’urée, et plus largement de l’urine, présentes dans les eaux usées, par électro-oxydation. Plus précisément, il vise à développer un procédé associant un réacteur photoélectrochimique couplé à un système de stockage de l’hydrogène produit simultanément. Ce réacteur est alimenté par un courant externe, assisté par un photocourant généré par absorption du rayonnement solaire par des électrodes conçues à façon. Dans ce procédé, l’urée est dégradée par oxydation électrochimique à une photo-anode à base de nickel tandis que l’hydrogène est généré à la cathode. Ce procédé présente deux avantages majeurs : (i) d’après la thermodynamique, l’oxydation de l’urée s’effectue à un potentiel d’oxydation plus faible (0,37 V) que celui de l’eau (1,23 V) ; la production d’hydrogène est ici trois fois moins énergivore que dans le cas de l’électrolyse directe de l’eau, (ii) la pollution azotée contenue dans les eaux usées est dégradée en utilisant l’énergie solaire. Dans cette communication seront présentés tout d’abord des résultats d’électrolyses préparatives de l’urée, réalisées dans un réacteur électrochimique mono- ou bi-compartimenté, à l’échelle de la dizaine de gramme. Grâce à la mise au point d’un ensemble de techniques analytiques, la plupart des produits formés en phase liquide ont pu être identifiés, et des bilans de matière réalisés. Par la suite, des expérimentations spécifiques seront exposées dans le but de déterminer la cinétique de dégradation chimique, illustrée sur la figure 2, donnée requise pour modéliser le comportement du réacteur. L’effet de quelques paramètres opératoires sur la réactivité de l’urée sera également discuté, permettant ainsi de définir les éléments de conception d’un procédé capable de traiter en continu au moins 5 L.j-1.m-2 d'urine.
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Licence : Domaine public

Dates et versions

hal-04302307 , version 1 (23-11-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04302307 , version 1

Citer

Guillaume Hopsort, Laure Latapie, Karine Groenen Serrano, Karine Loubière, Theodore Tzedakis. Électro-oxydation photoassistée de l’urée, simultanée à la production d’hydrogène. 14ème congrès international du Groupement de Recherche Universitaire sur les Techniques de Traitement et d'Epuration des Eaux (GRUTTEE 2022), GIS Eau Toulouse, Mar 2022, Toulouse, France. ⟨hal-04302307⟩
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