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#Actualités du secteur
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Carburant neutre en carbone fabriqué à partir de la lumière du soleil et de l'air
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Des chercheurs de l'ETH Zurich ont mis au point une nouvelle technologie qui produit des combustibles hydrocarbonés liquides exclusivement à partir de la lumière solaire et de l'air. Pour la première fois dans le monde entier, ils font la démonstration de l'ensemble de la chaîne de processus thermochimiques en conditions réelles sur le terrain. La nouvelle mini-raffinerie solaire est située sur le toit du bâtiment du laboratoire des machines de l'ETH à Zurich.
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Les carburants neutres en carbone sont essentiels pour rendre le transport aérien et maritime durable. Les chercheurs de l'ETH ont mis au point une installation solaire pour produire des combustibles liquides synthétiques qui libèrent lors de leur combustion autant de CO2 qu'auparavant extrait de l'air pour leur production. Le CO2 et l'eau sont extraits directement de l'air ambiant et séparés par l'énergie solaire. Ce procédé produit du gaz de synthèse, un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, qui est ensuite transformé en kérosène, méthanol ou autres hydrocarbures. Ces carburants sont prêts à l'emploi dans l'infrastructure mondiale de transport existante.
Aldo Steinfeld, professeur de véhicules à énergie renouvelable à l'ETH Zurich, et son groupe de recherche ont développé cette technologie. "Cette usine prouve qu'il est possible de produire des hydrocarbures neutres en carbone à partir de la lumière du soleil et de l'air dans des conditions réelles sur le terrain ", a-t-il expliqué. "Le processus thermochimique utilise tout le spectre solaire et se déroule à haute température, permettant des réactions rapides et un rendement élevé." Le centre de recherche situé au cœur de Zurich fait progresser la recherche de l'ETH vers des carburants durables.
Une petite unité de démonstration à fort potentiel
La mini-raffinerie solaire sur le toit de l'ETH Zurich prouve que cette technologie est réalisable, même dans les conditions climatiques qui règnent à Zurich. Elle produit environ un décilitre de carburant par jour. M. Steinfeld et son groupe travaillent déjà à un test à grande échelle de leur réacteur solaire dans une tour solaire près de Madrid, qui est réalisé dans le cadre du projet européen sun-to-liquid. La tour solaire est présentée au public à Madrid en même temps que la mini-raffinerie de Zurich.
Le prochain objectif du projet est de mettre la technologie à l'échelle de la mise en œuvre industrielle et de la rendre économiquement compétitive. "Une centrale solaire d'une superficie d'un kilomètre carré pourrait produire 20 000 litres de kérosène par jour ", a déclaré Philipp Furler, directeur (CTO) de Synhelion et ancien doctorant du groupe Steinfeld. "Théoriquement, une usine de la taille de la Suisse - soit un tiers du désert californien de Mojave - pourrait couvrir les besoins en kérosène de l'industrie aéronautique tout entière. Notre objectif pour l'avenir est de produire efficacement des carburants durables avec notre technologie et de réduire ainsi les émissions mondiales de CO2."
Déjà deux spin-offs
Deux spin-offs ont déjà émergé du groupe de recherche d'Aldo Steinfeld : Synhelion, fondée en 2016, commercialise la technologie de production de combustible solaire. Climeworks, fondée dès 2010, commercialise la technologie de captage du CO2 dans l'air.
Comment fonctionne la nouvelle mini-raffinerie solaire
La chaîne de processus du nouveau système combine trois processus de conversion thermochimique : Premièrement, l'extraction du CO2 et de l'eau de l'air. Deuxièmement, la division solaire-thermochimique du CO2 et de l'eau. Troisièmement, leur liquéfaction ultérieure en hydrocarbures. Le CO2 et l'eau sont extraits directement de l'air ambiant par un procédé d'adsorption/désorption. Tous deux sont ensuite introduits dans le réacteur solaire au foyer d'un réflecteur parabolique. Le rayonnement solaire est concentré par un facteur de 3 000, générant de la chaleur de processus à une température de 1 500 degrés Celsius à l'intérieur du réacteur solaire. Au cœur du réacteur solaire se trouve une structure céramique en oxyde de cérium, qui permet une réaction en deux étapes - le cycle redox - pour séparer l'eau et le CO2 en gaz de synthèse. Ce mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone peut ensuite être transformé en hydrocarbures liquides par synthèse conventionnelle au méthanol ou Fischer-Tropsch.