Un plat solaire génère de l’hydrogène grâce à l’oxygène et à la chaleur
Les ingénieurs de l’EPFL ont fabriqué et examiné avec succès un générateur solaire capable d’exploiter la lumière du soleil et l’eau pour produire de l’hydrogène gazeux. Le système présente non seulement une grande efficacité dans la production d’hydrogène, mais il permet également d’utiliser efficacement les sous-produits que sont l’oxygène et la chaleur.
Les énergies renouvelables sont appelées à jouer un rôle important dans la production d’hydrogène. L’une des méthodes de production les plus performantes consiste à séparer l’eau en ses composants élémentaires. Ce processus, connu sous le nom de photosynthèse artificielle, fonctionne à l’énergie solaire, et c’est précisément ce processus que le nouveau réacteur exploite.
La ressemblance
Ressemblant à une antenne parabolique, le fonctionnement du réacteur développé par l’EPFL est comparable à celui d’une antenne parabolique. Sa volumineuse surface incurvée capte efficacement la lumière du soleil et la concentre sur un dispositif compact suspendu en son centre. Dans ce cas, la parabole capture et intensifie environ 800 fois la chaleur solaire, la dirigeant vers un réacteur photoélectrochimique. Dans ce réacteur, l’eau circule et l’énergie solaire est utilisée pour séparer ses molécules, produisant ainsi de l’hydrogène et de l’oxygène.
Oxygène et chaleur
Par ailleurs, le réacteur capture efficacement deux sous-produits qui sont typiquement libérés au cours du processus : l’oxygène et la chaleur. Au lieu d’être gaspillé, l’oxygène capturé a des applications potentielles dans les hôpitaux ou dans l’industrie. Pendant ce temps, la chaleur est transférée à travers un échangeur de chaleur et peut être utilisée pour chauffer de l’eau ou maintenir la température intérieure d’un immeuble.
Pour évaluer ses performances dans plusieurs conditions météorologiques, le réacteur a été testé sur le campus de l’EPFL pendant 13 jours au total, y compris en août 2020 et en Février et Mars 2021. L’efficacité moyenne de la conversion du soleil en hydrogène du système a été déterminée comme étant supérieure à 20 %, ce qui a entraîné la production quotidienne d’environ 500 g (1,1 lb) d’hydrogène.
Selon l’équipe de recherche, avec ce niveau de production, le système pourrait potentiellement approvisionner 1,5 véhicule à pile à hydrogène, couvrant la distance moyenne parcourue, ou répondre à environ la moitié des besoins en électricité d’un foyer de quatre personnes sur une année.
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