44) PRODUCTION D’HYDROGÈNE EXTRAIT DE L'EAU UTILISANT LA CHALEUR SOLAIRE POUR UNE OXYDORÉDUCTION RÉVERSIBLE AVEC DE LA CÉRAMIQUE

OXYDORÉDUCTION SOLAIRE PAR CÉRAMIQUE FERRITE

HYDROSOL-II.pngHydrosol II produit de l’hydrogène en utilisant la chaleur du soleil.

 

Un réacteur expérimental exploitant l’énergie solaire pour produire de l’hydrogène avec de l’eau en utilisant la chaleur solaire pour produire une réaction d'oxydoréduction a été mis en service le 31 mars 2008 sur la plate-forme de recherche solaire d’Almeria en Espagne. Cette inauguration marque le lancement de la deuxième phase du projet "Hydrosol" mené depuis 2004 par le Centre de recherche aérospatiale allemand (DLR) en coopération avec l’organisme de recherche énergétique espagnol CIEMAT.

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Vue aérienne de la plateforme solaire d’Almeria (Espagne). Au centre, la tour solaire SSPS équipée du réacteur solaire de production d’hydrogène HYDROSOL.





Baptisé "Hydrosol II", le nouveau réacteur optimisé et automatisé est dix fois plus puissant que son prédécesseur "Hydrosol I" (100kW(th) contre 10kW(th)). La réalisation de ce prototype constitue une étape importante vers la conception d’une future installation industrielle. Le projet pilote, qui se caractérise par un cycle thermochimique particulièrement efficace (jusqu’à 50% de rendement), poserait ainsi les fondements d’une future et durable économie de l’hydrogène.

«Le concept théorique est très simple», explique Athanasios Konstandopoulos, coordinateur du projet et directeur du CERTH. «On concentre le rayonnement solaire pour chauffer l’eau, et la vapeur produite traverse le réacteur où l’hydrogène et l’oxygène sont séparés à haute température par oxydoréduction. L’intérêt économique est énorme: les réactifs sont peu onéreux ».Le réacteur est un monolithe en céramique réfractaire capable d’absorber le rayonnement solaire et d'atteindre une température de 1100°C. La vapeur traverse sa structure en nid d’abeilles percée d’une multitude d’étroits canaux. Ceux-ci sont recouverts de nanoparticules actives qui, en s’oxydant, piègent l’oxygène et laissent filtrer l’hydrogène. Dans un second temps, la chaleur solaire permet de libérer l’oxygène du nanomatériau pour le régénérer, ce qui permet d’entamer un nouveau cycle.

 

L’objectif est de réduire les coûts de production et d’arriver à un prix de vente de 0,06 euros/kWh.

 

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Le four solaire expérimental du DLR

Le composant clef des réacteurs "Hydrosol" est une structure alvéolaire en céramique, proche de celle des pots catalytiques qui équipent les véhicules. Cette structure a été conçue pour capter de manière optimale le rayonnement solaire et a été recouverte d’un matériau capable de se lier facilement aux atomes d’oxygènes. Le DLR a déjà pu tester les réacteurs dans son four solaire expérimental (sur le site de Cologne-Porz) : les experts y ont démontré la faisabilité d’une production continue d’hydrogène en réalisant avec succès des cycles de production à des températures relativement basses de 800 à 1200 degrés qui rendent la technique maîtrisable du point de vue des matériaux.

En effet, contrairement à l'oxydoréduction thermique directe qui nécessite des températures de plusieurs milliers de degrés, le procédé du projet Hydrosol repose sur une combinaison de différentes réactions chimiques qui ont lieu à des températures inférieures à 1400 degrés.

Le projet Hydrosol, fruit d’un consortium européen

Le projet Hydrosol, mené par un consortium regroupant des acteurs allemands (DLR), espagnols, grecs, danois (Stobbe Tech) et britanniques (Johnson Matthey Fuel Cells), est coordonné par le centre de recherche grec CERTH/CPERI. Soutenu par l’Union européenne, le projet pilote a d’ores et déjà été récompensé (1,15 millions d’euros) par le "Prix Descartes pour la recherche" de la Commission européenne (7 mars 2007) et par le "Technical achievement award" de l’organisation "International partnership for the hydrogen economy".

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www.hydrosol-project

 

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