Fabriquer de l'hydrogène avec de l'eau et du soleil
Le projet HYDROSOL-3D , financé par l'UE, étudie un cycle d'hydrolyse thermochimique pour produire de l'hydrogène de manière renouvelable, dans un réacteur monolithique exploitant la chaleur du rayonnement solaire concentré. Les scientifiques se sont appuyés sur les progrès accomplis par les précédents projets (HYDROSOL et HYDROSOL-II) pour réaliser le concept détaillé d'une installation de démonstration de 1MW thermique (MWth). L'équipe a étudié deux scénarios pour produire de l'hydrogène par hydrolyse thermochimique solaire. Le premier consistait à adapter une installation thermique solaire, le second visait un système thermochimique solaire totalement nouveau. Les travaux techniques ont été complétés par une étude de faisabilité sur l'installation à plus grande échelle, ainsi que par une analyse du marché pour déterminer comment le pénétrer via des scénarios réalistes. Durant les trois ans du projet, les scientifiques ont conduit des recherches approfondies pour optimiser les matériaux utilisés dans la production thermochimique d'hydrogène. Ils ont ainsi fabriqué des structures poreuses faites entièrement du matériau redox, qui se sont avérés efficaces pour l'hydrolyse. Ils ont aussi amélioré la conception des réacteurs pour réduire les pertes thermiques et obtenir une répartition plus homogène de la température, tout en préservant la modularité de la structure. Ils ont conçu un algorithme de contrôle de la température des réacteurs solaires, en faisant varier le nombre d'héliostats. Les chercheurs ont conduit des campagnes d'expériences sur le récepteur-réacteur HYDROSOL-II, afin de valider l'algorithme de contrôle et d'optimiser la stratégie opérationnelle. Une campagne de tests sur de nouveaux monolithes revêtus du matériau redox a montré la stabilité à long terme du fonctionnement, sous un rayonnement solaire à haute température. Le projet HYDROSOL-3D a conçu totalement l'installation et défini le système de contrôle, les détecteurs et les actionneurs. Le coût de la production d'hydrogène à partir de sources non renouvelables devrait suivre l'augmentation du coût des combustibles fossiles, outre l'éventualité de nouvelles taxes plus strictes pour protéger l'environnement. Parallèlement, les progrès dans les technologies solaires (comme le coût des héliostats et de leur système d'orientation, ou l'optimisation des parcs solaires), rendront le système HYDROSOL plus compétitif avec les systèmes de production d'hydrogène non renouvelables et générateurs de gaz carbonique.
