L'énergie solaire jour et nuit
Les centrales électriques à concentration solaire utilisent des miroirs pour concentrer l'énergie thermique du soleil comme un enfant utilise une loupe pour faire un feu. La chaleur est généralement utilisée pour entraîner une turbine traditionnelle ou un moteur pour créer de l'électricité. Le stockage de la chaleur solaire excédentaire pour libération par temps nuageux ou la nuit augmente considérablement l'efficacité et la sécurité énergétique associées à une source d'énergie renouvelable intermittente. Les réactions redox (réduction-oxydation) impliquant des oxydes solides sont particulièrement prometteuses pour le stockage de l'énergie thermochimique en raison de leurs importantes capacités de stockage et de libération. Les scientifiques financés par l'UE travaillant sur le projet STOLARFOAM (Thermochemical storage of solar heat via advanced reactors/heat exchangers based on ceramic foams) ont effectué un pas en avant dans le concept de stockage thermique de pointe actuel. Les centrales électriques solaires actionnées à air actuelles stockent la chaleur sensible via un changement de température dans des matériaux céramiques solides poreux comme les nids d'abeilles. La chaleur est ensuite restituée pendant le fonctionnement sans soleil. L'innovation de STOLARFOAM réside dans la combinaison du transfert thermique efficace inhérent des structures de mousse avec l'excellent cycle thermochimique des paires redox pour la première fois. L'équipe a utilisé des mousses céramiques faites en partie ou entièrement à base de matériaux d'oxyde redox pour l'échange thermique pour la première fois. Le contrôle en laboratoire des oxydes redox a identifié une paire d'oxyde de cobalt (Co3O4/CoO) comme étant le meilleur candidat. L'équipe s'est concentrée sur les mousses et les structures en nid d'abeilles de Co3O4. Les nids d'abeilles en céramique poreuse et les mousses ont été testés pour le stockage de la chaleur sensible uniquement et pour le stockage de la chaleur thermochimique/sensible hybride avec enduction de différentes charges de Co3O4. En exploitant la modularité des systèmes de stockage sensibles existants, l'équipe a créé le concept de stockage thermochimique en cascade en employant des cascades sur mesure de différentes structures poreuses et paires d'oxydes de redox pour optimiser le transfert thermique. Une demande pour des droits de propriété intellectuelle a été remplie pour cette technologie turbo boost sur le système de stockage d'énergie thermique de pointe. Développer grandement le fonctionnement hors soleil d'une centrale solaire au-delà des niveaux actuels ouvre la voie à des centrales électriques uniquement solaires et à une contribution inestimable aux émissions globales et au changement climatique.
