Ces chercheurs du MIT ont trouvé une solution pour produire de l'hydrogène directement à partir du soleil

Une équipe de scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a développé un système d'énergie solaire concentrée (CSP) capable de produire de l’hydrogène vert. Captant jusqu'à 40 % de la chaleur du soleil, il est bien plus efficace que les dispositifs actuels qui, eux, n’en exploitent que 7 %.

Lorsque l’on évoque l’hydrogène vert produit grâce au soleil, on pense d’abord aux électrolyseurs alimentés en électricité par panneaux photovoltaïques. L’équipe du MIT, réunie autour d’Ahmed Ghoniem, a cherché à en exploiter directement la chaleur.

Le procédé développé, baptisé hydrogène thermochimique solaire (STCH), se caractérise par son coût de fonctionnement peu élevé, mais surtout son efficacité très supérieure aux précédentes expérimentations.

« Dans un premier temps, l’eau sous forme de vapeur est exposée à un métal. Cela l’amène à capter l’oxygène de la vapeur, laissant de l’hydrogène derrière lui », ont expliqué les scientifiques. « Une fois l’hydrogène séparé, le métal oxydé (ou rouillé) est réchauffé sous vide, ce qui inverse le processus de rouille et régénère le métal. Une fois l’oxygène éliminé, le métal peut être refroidi et exposé à nouveau à la vapeur pour produire davantage d’hydrogène ». Ce processus peut être répété des centaines de fois, au sein de « boîtes en métal » dans lesquelles la séparation physico-chimique entre l’oxygène et l’hydrogène est effectuée.

Un système de production d’hydrogène peu énergivore

L’efficacité du procédé est liée à sa conception en forme de train : les « boîtes » sont mises bout à bout sur une voie circulaire. Deux trains circulent à contre-sens sur deux voies différentes et alternent des passages dans des zones chaudes et froides. Exposés à la chaleur du soleil concentrée, qui peut atteindre 1 500 ° C, puis repassant en zone plus froide (1 000° C) ; ils permettent la production d’hydrogène. Les variations de température des « wagons » des deux trains sont majoritairement obtenues par échange thermique direct.

Les réacteurs du train 1, situés sur les côtés opposés de la voie circulaire, transfèrent leur chaleur par rayonnement à ceux qui sont en face (sur une portion non chauffée). En parallèle, le train 2 circule autour du premier train dans la direction opposée et, fonctionnant à des températures plus fraîches, il permet l’évacuation de l’oxygène du train intérieur le plus chaud, sans avoir recours à des pompes mécaniques.

L’équipe de chercheurs compte construire un prototype dans l’année 2024 pour valider son concept, avant un premier test de production à petite échelle.

Le 22/10/2023

Source web par : h2-mobile

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