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La production de kérosène à partir d'air et de soleil passe au démonstrateur

Benoît Crépin
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La production de kérosène à partir d'air et de soleil passe au démonstrateur

Le démonstrateur a été inauguré le 13 juin dernier à Móstoles, près de Madrid, par l’Institut IMDEA Energy.

© D.R.

Un démonstrateur installé près de Madrid a commencé le 13 juin à produire du kérosène à partir… d'air et de soleil. Une première pour cette technologie reposant sur des réactions d'oxydoréduction à 1500°C qui vise le transport aérien.

Produire du kérosène à partir d’air et de soleil. Voilà ce que réalise l’installation expérimentale inaugurée le 13 juin dernier à Móstoles, près de Madrid, par l’Institut IMDEA Energy ; partie prenante du projet européen Sun to Liquid, lancé en 2016. Une démonstration, inédite en conditions réelles, d’un cycle thermochimique transformant le CO2 et l’eau extraits de l’air en hydrocarbures. Avec à la clé un bilan carbone réduit de plus de 90% par rapport à un carburant d’origine fossile.

Maîtrise de la production de syngaz

Le processus se décompose en deux étapes : la production, à partir de l’air, de syngaz – gaz synthétique mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone – puis sa conversion en carburant liquide par le procédé éprouvé Fischer-Tropsch (FT). Si la micro-unité FT développée par les chercheurs est indispensable au système, leur tour de force a été de maîtriser la production de syngaz à partir de l’eau et du CO2 extraits de l’air par un processus d’adsorption-désorption. Une production qui passe par un cycle de réactions d’oxydoréduction nécessitant un matériau rédox-actif et une température de 1 500 °C.

Le dioxyde de cérium au cœur du réacteur

Le premier défi a donc été d’identifier le matériau rédox-actif le plus adapté et à en optimiser les performances. Les chercheurs ont misé sur une céramique poreuse réticulée faite de dioxyde de cérium. Ce matériau peut libérer une grande partie de ses atomes d’oxygène tout en conservant sa structure à de très hautes températures. Une structure poreuse, qui permet de faciliter le flux de gaz et le transport de l'énergie thermique en son sein.

Concentrer le soleil d'un facteur 2500

Cette céramique tapisse l’intérieur du réacteur chimique conçu par les chercheurs, qui consiste en une cavité cylindrique coiffée d’une fenêtre en quartz laissant passer la lumière.  C'est en effet l'énergie du Soleil qui est utilisée pour atteindre les 1500°C nécessaires à la réaction. Et ce, grâce à un champ d'héliostats (miroirs mobiles) concentrant le rayonnement solaire sur le réacteur, situé sur une tour, jusqu'à atteindre un flux lumineux 2500 fois plus élevé que celui du Soleil.

 

Technologie développée à l'ETH Zürich

D’une puissance de 50 kW, l’installation madrilène va être testée jusqu’en novembre. Une phase d’expérimentation qui va permettre aux chercheurs « d'accumuler autant de cycles que possible avant la fin, en décembre, du projet Sun to Liquid », espère Manuel Romero, directeur adjoint de l’Institut IMDEA Energy. Le chercheur compte aussi sur ses confrères de l'Ecole polytechnique fédérale de Zürich (RTH), qui ont développé la technologie et opérent une micro-installation pilote, pour continuer d'étudier le procédé.

1 km² pour produire 20 000 litres de kérosène par jour

La prochaine étape consistera à passer la technologie à l'échelle industrielle. « Une centrale solaire couvrant une surface d’un kilomètre carré pourrait produire 20 000 litres de kérosène par jour », avance dans un communiqué Philipp Furler, directeur technique de Synhelion. Cette start-up issue de l'ETH développe cette technologie solaire de production de carburant. Sa cible : le transport aérien et ses émissions de CO2.

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