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De l'hydrogène synthétisé à partir d'énergie solaire
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Le réacteur Hydrosol du DLR à Cologne repose sur un procédé de production d'hydrogène à partir d'énergie solaire. Il a été construit sur le modèle d'un réacteur pilote construit en 2008 sur la Plataforma Solar d'Almeria en Espagne avec lequel des chercheurs ont réussi pour la première fois à produire sur une centrale de 100 kW de l'hydrogène avec de l'énergie solaire concentrée. Martina Neises, ingénieur en mécanique et doctorante dans le domaine du solaire à concentration au Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) à Cologne, étudie et optimise ce procédé.
Le soleil réchauffe d'abord à 1.200°C la structure en nid d'abeilles du réacteur, recouverte d'un revêtement d'oxyde de fer. A ces températures, le revêtement d'oxyde de fer du rayon est réduit chimiquement, et une part de l'oxygène est ainsi libérée et transportée hors du réacteur. Dans une deuxième étape (celle de la séparation de l'eau à proprement parler, réalisée entre 800 et 1000 °C), la chercheuse fait circuler de la vapeur d'eau dans le cylindre, qui réagit avec l'oxyde de fer réduit.
La vapeur d'eau se fissionne alors : l'oxygène se lie à l'oxyde métallique et se fixe dans le revêtement d'oxyde, alors que l'hydrogène porteur d'énergie s'écoule hors du réacteur. Une fois que le revêtement d'oxyde de fer est complètement oxydé, il se régénère et le cycle recommence du début. Le réacteur de recherche de Martina Neises fonctionne non pas avec l'énergie solaire mais avec une source de lumière solaire artificielle, lui assurant des conditions stables pour ses essais.
La tâche de la doctorante consiste à améliorer ce procédé : comment le revêtement d'oxyde de fer doit-il être préparé et quelles sont les conditions de réaction nécessaires à la fabrication d'une grande quantité d'hydrogène sans abimer le matériel trop vite ? Ces études pourraient contribuer à améliorer les rendements des installations futures.
A long terme, l'hydrogène peut jouer un rôle important dans notre mix énergétique ; en particulier en terme de mobilité, l'hydrogène pourrait devenir un carburant du futur, mais à condition de le fabriquer sans émission de CO2, c'est-à-dire avec des énergies renouvelables et des matières non productrices de CO2. "Comme nous produisons l'hydrogène par un procédé chimique entraîné par l'énergie solaire, nous ne faisons rien d'autre que stocker l'énergie solaire. Peut-être pourrons-nous un jour recharger nos véhicules en hydrogène et rouler à l'énergie solaire", ajoute Martina Neises.
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