Des chercheurs développent une production de chlore sans électricité à partir de saumures

Publié le 7 janvier 2026. Des chercheurs chinois ont mis au point une méthode innovante pour produire du chlore, un composant essentiel de nombreuses industries, sans recourir à l’électricité, en exploitant l’énergie contenue dans les saumures riches en chlorure.

• Une nouvelle approche permet de produire du chlore et de l’hydrogène simultanément à partir de saumures usées, réduisant ainsi la consommation d’énergie et valorisant un déchet industriel.
• Le système repose sur une technologie de cellules de diffusion existante, combinée à une membrane sélective de protons et un couple redox Ag/AgCl.
• Les tests en laboratoire ont démontré une production stable de chlore et d’hydrogène pendant au moins sept jours, avec un potentiel d’application dans d’autres processus chimiques à base de saumures.

La production de chlore est un pilier de l’industrie chimique moderne, utilisée dans la fabrication de plastiques, de désinfectants, de produits pharmaceutiques et bien d’autres. Cependant, la méthode conventionnelle, l’électrolyse, est énergivore. Face à la nécessité de réduire l’empreinte carbone de cette industrie, des chercheurs de l’Institut de Qingdao de bioénergie et de technologie des bioprocédés (QIBEBT) et de l’Institut technique de physique et de chimie, tous deux affiliés à l’Académie chinoise des sciences (CAS), ont exploré une voie alternative.

Leur innovation, détaillée dans une étude publiée dans la revue Communications naturelles, consiste en un système modulaire qui intègre la récupération de l’acide chlorhydrique à la production de chlore et d’hydrogène. L’originalité réside dans l’élimination du besoin d’une source d’électricité externe pour l’étape électrochimique.

Le principe repose sur la technologie des cellules de diffusion, déjà utilisée industriellement pour le recyclage des acides usés. Dans chaque unité de production, une solution acide résiduelle riche en chlorures est acheminée vers une membrane sélective de protons. Lorsque les protons traversent cette membrane, un flux de perméat se forme de l’autre côté, où l’acide purifié est collecté. Pour maintenir l’équilibre des charges, des électrons circulent dans un circuit externe, générant une production électrique qui alimente les réactions chimiques en aval.

Un élément clé de ce dispositif est une structure organique covalente sulfonée (COF). Cette structure facilite le transport rapide des protons tout en bloquant les ions métalliques multivalents, garantissant ainsi la pureté de l’acide récupéré et limitant les pertes de performance dues aux réactions secondaires induites par les métaux.

Pour assurer le bon fonctionnement du système et réguler le transport des chlorures, un couple redox Ag/AgCl réversible est utilisé, avec une commutation périodique des électrodes. En empilant des unités avec des anodes en graphite et des cathodes en platine, le système permet la production de chlore et d’hydrogène dans des compartiments séparés.

Les tests, réalisés avec de l’acide usé simulé, ont révélé que le dispositif intégré atteignait des taux de production de chlore et d’hydrogène d’environ 150 L m^-2 h^-1 et a fonctionné de manière stable pendant au moins sept jours. L’équipe a également démontré la possibilité d’appliquer ce procédé au dessalement simulé d’eaux usées et d’eau de mer, bien que les niveaux de production soient inférieurs dans ce cas.

« Les saumures usées sont souvent considérées comme un problème, un déchet. Ici, nous démontrons qu’elles peuvent servir à la fois de source d’énergie et de matière première, en récupérant l’acide tout en produisant deux gaz de grande valeur. »

Zhu Chenguang, QIBEBT, premier auteur de l’étude

Selon le professeur Gao Jun, de QIBEBT, auteur correspondant de l’étude, l’avantage majeur de ce système est sa compatibilité avec les processus industriels existants, tels que la dialyse par diffusion, déjà utilisée pour la récupération de l’acide dans de nombreuses industries. « Cela facilite l’évolutivité de la technologie et son intégration dans l’infrastructure actuelle », a-t-il précisé.

Les chercheurs soulignent que ce principe de couplage osmotique-électrochimique pourrait être étendu à d’autres réactions impliquant des saumures, notamment la production d’ammoniac à partir de saumures contenant des nitrates, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour une chimie plus durable et à faible émission de carbone.