par Thibaut Emme

Sun to Liquid : concentrer le soleil pour faire du carburant

Le soleil ne sert pas qu'à alimenter une batterie via des panneaux photovoltaïques. C'est aussi une formidable source de chaleur qui peut même permettre de synthétiser du carburant.

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Prenez du CO2 ainsi que de l'eau H2O et un oxyde métallique. Portez-les à plus de 1500° et opérez 3 réactions thermochimiques. Une première étape avec une réduction puis simultanément deux oxydations avec H2O et CO2. A la sortie de ce qui s'apparente à l'opération inverse d'une combustion, on obtient l'oxyde métallique et un mélange de H2 (di-hydrogène) et de CO (monoxyde de carbone). C'est le syngaz.

Ce mélange peut ensuite être transformé en méthanol (CH3OH), ou en hydrocarbure que l'on peut utiliser dans un moteur à explosion, mais surtout en kérosène. Un carburant non-fossile pour remplacer les carburants fossiles. L'avantage est que la quantité de CO2 rejeté par la combustion de ce carburant est la même que celle capturée en début de réaction. Au final, le bilan carbone est plus faible de 90 % pour ce carburant !

Sauf qu'une telle réaction demande beaucoup d'énergie et utiliser une énergie non-renouvelable serait une gabegie. Ici, l'Université polytechnique de Zurich (ETHZ), a réussi à créer un réacteur utilisant le soleil. Une antenne parabolique, recouverte de miroirs, concentre l'énergie solaire en son foyer, là où se trouve le réacteur. Cela donne une puissance de 4kW environ. L'ETHZ a constaté que l'oxyde de cérium (en céramique poreuse) était l'oxyde métallique le plus adapté pour la réaction.

Le soleil à l'aide des moteurs thermiques

Cette expérience zurichoise appelée Solar-Jet, s'inscrit dans le programme "sun-to-liquid" et s'est terminée en 2015. Depuis, un projet de plus grande envergure a été monté en Espagne, à l'institut IMDEA Energy de Móstoles près de Madrid, toujours dans le cadre du programme. Ici, ce n'est plus une parabole, mais un "champ" de 169 héliostats. Ces 169 miroirs convexes mobiles de 190x160 cm concentrent l'énergie solaire en un point (une fenêtre de 16cm de côté) où se trouve le réacteur. La puissance dépasse les 50 kW et peut atteindre les 60 kW en pointe.

Au début de l'été 2019, l'inauguration de l'installation a été faite. Aussi, les premiers résultats de cette expérimentation ont été présentés. Les expérimentations doivent se poursuivre jusqu'à novembre tandis que l'ETHZ continue ses essais sur son installation de 4kW.

On est évidemment loin de la raffinerie pétrolière. Selon les estimations, dans une phase industrielle (*), une telle "centrale" couvrant 1 km2 pourrait produire 20 000 litres de kérosène par jour. De quoi alimenter un seul moyen courrier pendant 6 à 7 heures. Il va en falloir des centrales solaires.

Illustration : 1-Google Map, 2-ETHZ,

(*) Deux entreprises sont nées de ces expérimentations : Synhelion pour la synthèse du carburant via le soleil, et Climeworks pour capturer le CO2 de l'air.

Pour résumer

Le soleil ne sert pas qu'à alimenter une batterie via des panneaux photovoltaïques. C'est aussi une formidable source de chaleur qui peut même permettre de synthétiser du carburant.

Thibaut Emme
Rédacteur
Thibaut Emme

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