CO2-Un carburant neutre à partir de l'air et de la lumière du soleil
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont développé la technologie qui permet de produire des carburants liquides à partir de la lumière du soleil et de l'air. Pour la première fois au monde, ils font la démonstration de l'ensemble du processus thermochimique dans des conditions réelles. La nouvelle mini-raffinerie solaire se trouve sur le toit du laboratoire de machines de l'ETH Zurich.
CO2-Les carburants neutres sont essentiels pour une navigation aérienne et maritime plus durable. Des chercheurs de l'ETH ont construit une installation solaire qui permet de produire des carburants liquides synthétiques dont la combustion ne produit que la quantité de CO2 que celui qui a été prélevé dans l'air. CO2 et l'eau sont directement séparés de l'air ambiant et décomposés gr?ce à l'énergie solaire. Le produit obtenu est le syngaz, un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, qui est ensuite transformé en kérosène, méthanol ou autres hydrocarbures. Ces derniers peuvent être utilisés directement dans l'infrastructure de transport mondiale existante.
"Avec cette installation, nous prouvons que la production de carburant durable à partir de la lumière du soleil et de l'air fonctionne également dans des conditions réelles", explique Aldo Steinfeld, professeur en énergies renouvelables à l'ETH Zurich, qui a développé la technologie avec son groupe de recherche, et souligne la particularité de l'installation : "Le procédé thermochimique utilise l'ensemble du spectre solaire et se déroule à haute température. Cela permet des vitesses de réaction rapides et un rendement élevé". Les installations de recherche se trouvent au c?ur de Zurich et permettent à l'ETH Zurich de faire avancer la recherche sur les carburants durables sur place.
Petite installation de démonstration - grand potentiel
La mini-raffinerie solaire installée sur le toit de l'ETH Zurich prouve la faisabilité de la technologie - même dans les conditions climatiques de Zurich - et produit environ un décilitre de carburant par jour. Steinfeld et son groupe sont déjà en train de tester le réacteur solaire à grande échelle dans le cadre du projet de l'UE. page externesun-to-liquid dans les environs de Madrid. En même temps que la mini-raffinerie de Zurich, l'installation de la tour solaire de Madrid est présentée aujourd'hui au public.
Le prochain objectif est de faire évoluer la technologie à l'échelle industrielle et d'atteindre la compétitivité. "Une installation solaire d'une surface d'un kilomètre carré pourrait produire 20'000 litres de kérosène par jour. En théorie, une installation d'une superficie équivalente à celle de la Suisse ou d'un tiers du désert de Mojave en Californie permettrait de couvrir les besoins en kérosène de toute l'aviation. "L'objectif est qu'à l'avenir, notre technologie nous permette de produire efficacement des carburants durables et de contribuer ainsi à la réduction des émissions mondiales de CO2-Le projet de Synhelion est un exemple de la manière dont la technologie peut contribuer à réduire les émissions de CO2", explique Philipp Furler, directeur (CTO) de Synhelion et ancien doctorant du groupe de Steinfeld.
Déjà deux spin-offs
Le groupe de recherche d'Aldo Steinfeld a donné naissance à deux spin-offs : page externeSynhelion a vu le jour en 2016 et travaille à la mise sur le marché d'une technologie de production de carburants solaires. page externeClimeworks a été fondée dès 2010 et commercialise la technologie de captage du CO2 directement à partir de l'air.
Voici comment fonctionne la nouvelle mini-raffinerie solaire
La cha?ne de processus de la nouvelle installation intègre trois processus de conversion thermochimique : Premièrement, le captage du CO2 et l'eau de l'air, deuxièmement la décomposition thermochimique solaire du CO2 et l'eau et, troisièmement, la liquéfaction subséquente en hydrocarbures. Gr?ce à un processus d'adsorption-désorption, le CO2 et de l'eau sont prélevés directement dans l'air ambiant. Les deux sont acheminés vers le réacteur solaire au foyer d'un miroir parabolique. Le rayonnement solaire est concerté 3000 fois par le miroir parabolique, capté à l'intérieur du réacteur et transformé en chaleur industrielle à une température de 1500 degrés Celsius. Au c?ur du réacteur se trouve une structure céramique spéciale en oxyde de cérium. C'est là que, dans une réaction en deux étapes - appelée cycle d'oxydoréduction - l'eau et le CO2 et produit du gaz de synthèse. Le mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone peut être transformé en carburants liquides par le biais de la synthèse conventionnelle du méthanol ou de Fischer-Tropsch.