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Liquides ioniques industriels jouent un rôle important dans la promotion de la réalisation des objectifs de l’économie circulaire en raison de leurs propriétés physiques et chimiques uniques et de leur capacité de conception. L'économie circulaire met l'accent sur l'utilisation efficace des ressources, la minimisation des déchets et le recyclage durable des matériaux, et les liquides ioniques industriels fournissent un soutien technique à ce concept sous de nombreux aspects.
1. Améliorer l'efficacité de l'utilisation des ressources
Catalyse et conversion efficaces : les liquides ioniques industriels peuvent être utilisés comme catalyseurs ou milieux de réaction efficaces pour convertir les déchets en produits chimiques ou carburants précieux. Par exemple:
Dans la conversion de la biomasse, les liquides ioniques peuvent dissoudre efficacement la cellulose et la lignine et les convertir en biocarburants ou en produits chimiques à haute valeur ajoutée.
Lors de la dégradation du plastique, les liquides ioniques peuvent catalyser le recyclage chimique des plastiques tels que le PET, les décomposant en monomères d'origine (tels que l'acide téréphtalique et l'éthylène glycol), permettant ainsi une utilisation en boucle fermée des ressources.
Séparation sélective : en ajustant la structure des liquides ioniques, ils peuvent extraire ou séparer sélectivement des composants spécifiques (tels que des ions métalliques ou des composés organiques) pour améliorer les taux de récupération des ressources.
2. Réaliser le recyclage des matériaux
Régénération et réutilisation des liquides ioniques : Les liquides ioniques industriels ont une bonne stabilité chimique et une faible volatilité, et peuvent être régénérés par des méthodes physiques ou chimiques simples (telles que l'évaporation, l'extraction ou le chauffage). Cela leur permet d'être recyclés plusieurs fois, réduisant ainsi la consommation de nouveaux matériaux.
Par exemple, dans le processus de capture de gaz, certains liquides ioniques peuvent libérer le gaz capturé et restaurer son activité grâce à la technologie d'absorption modulée en température (TSA) ou d'absorption modulée en pression (PSA).
Dans le craquage catalytique ou d'autres procédés chimiques, la longue durée de vie et la recyclabilité des catalyseurs liquides ioniques réduisent considérablement la génération de déchets.
Système de circulation en boucle fermée : La conception des liquides ioniques leur permet de former un système de circulation en boucle fermée dans certains processus. Par exemple, dans le processus électrolytique de l'aluminium, les liquides ioniques à bas point de fusion peuvent remplacer les électrolytes cryolitiques traditionnels, évitant ainsi la génération de sous-produits toxiques et réalisant le recyclage des électrolytes.
3. Réduire les émissions de déchets
Les solvants verts remplacent les solvants nocifs traditionnels : les liquides ioniques industriels peuvent remplacer les solvants organiques traditionnels (tels que les composés organiques volatils (COV)) en raison de leur faible volatilité et de leur non-toxicité, réduisant ainsi les émissions de gaz nocifs et la pollution de l'environnement.
Par exemple, dans l'industrie pharmaceutique, les liquides ioniques comme milieux de réaction peuvent éviter l'utilisation de solvants organiques et réduire la teneur en polluants des eaux usées et des gaz résiduaires.
Réduire la génération de sous-produits : la sélectivité et la contrôlabilité élevées des liquides ioniques peuvent réduire considérablement l'apparition de réactions secondaires, réduisant ainsi la quantité de déchets générés. Par exemple, dans l’industrie pétrochimique, les catalyseurs liquides ioniques peuvent inhiber la formation de dépôts de carbone et de coke, prolonger la durée de vie des équipements et réduire les coûts de traitement des résidus.
4. Promouvoir l’utilisation des ressources des déchets
Captage et utilisation du CO₂ : les liquides ioniques industriels fonctionnent bien dans le domaine du captage du CO₂, et le CO₂ capturé peut être ensuite converti en produits chimiques utiles (tels que le méthanol, l'urée ou le carbonate). Ce modèle de « capture-utilisation » réalise le recyclage des ressources en carbone.
Recyclage des déchets : Les liquides ioniques jouent également un rôle important dans le recyclage des déchets électroniques, des piles usagées et des déchets plastiques. Par exemple:
Dans le recyclage des batteries au lithium, les liquides ioniques peuvent extraire efficacement des métaux précieux tels que le lithium et le cobalt, réalisant ainsi la réutilisation de ces ressources rares.
Dans le recyclage du plastique, les liquides ioniques peuvent catalyser la dégradation des plastiques thermodurcissables, leur permettant ainsi de réintégrer le cycle de production.
5. Conservation de l’énergie et réduction de l’empreinte environnementale
Conditions de réaction douces : les liquides ioniques peuvent réagir à des températures et des pressions plus basses, réduisant ainsi considérablement la consommation d'énergie. Par exemple, dans certaines réactions catalytiques, l'utilisation de liquides ioniques peut réduire la demande d'énergie dans des conditions de température et de pression élevées, ce qui est conforme au principe de « conservation de l'énergie et réduction de la consommation » de l'économie circulaire.
Réduisez les coûts de transport et de stockage : en raison de la non-volatilité et de la stabilité des liquides ioniques, ils ne fuiront pas ou ne se perdront pas pendant le transport et le stockage, réduisant ainsi le gaspillage de ressources supplémentaires.
6. Soutenir la gestion durable de la chaîne d’approvisionnement
Utilisation de matières premières renouvelables : certains liquides ioniques industriels peuvent être préparés à partir de ressources renouvelables (telles que des extraits de plantes ou des composés d'origine biologique), réduisant ainsi la dépendance aux ressources fossiles.
Par exemple, les liquides ioniques à base de cations choline peuvent être extraits de sources naturelles, ce qui est à la fois écologique et économique.
Conception modulaire : la flexibilité de la conception moléculaire des liquides ioniques permet aux entreprises de personnaliser leurs produits en fonction de besoins spécifiques, réduisant ainsi la surproduction et le gaspillage de ressources.
Les liquides ioniques industriels fournissent un soutien technique solide à l’objectif de l’économie circulaire grâce à leur catalyse efficace, leur séparation sélective, leur recyclabilité et leur utilisation des ressources. Ils peuvent non seulement réduire le gaspillage des ressources et la pollution de l'environnement, mais également promouvoir la réutilisation des déchets et le développement durable. Avec les progrès continus de la technologie et la réduction progressive des coûts, les liquides ioniques industriels joueront un rôle plus important dans le futur système d'économie circulaire et deviendront une force clé dans la promotion de la révolution industrielle verte.
