Le laser à pompage solaire produit de l’hydrogène

Le Tokyo Institute of Technology (TIT) a mis en place un modèle expérimental de laser à pompage solaire et devrait débuter les manipulations tout prochainement.

Le dispositif est composé d’une lentille de Fresnel de 2 m2 pour concentrer le rayon lumineux vers une cavité optique constituée par un cristal de céramique. L’appareil a été réalisé de manière à pouvoir suivre la trajectoire du soleil au cours d’une journée. D’après des calculs, la cavité peut générer un rayon laser allant jusqu’à une puissance de 400 W.

Le modèle expérimental possède trois ensembles lentille+cristal. Le cristal utilisé est un grenat d’yttrium et d’aluminium plus communément appelé YAG, dopé au chrome. Ce produit a également été développé par le TIT et est commercialisé. L’armée américaine avait par le passé lancé un projet similaire de création d’un rayon laser à partir des rayonnements solaires mais le taux de conversion atteint à l’époque était de 0,7%. L’objectif du laboratoire est d’obtenir 14%.

Ce laser fait partie d’un projet global du TIT visant à utiliser l’énergie solaire d’une manière totalement différente de ce qui est fait actuellement afin de produire une nouvelle source d’énergie. Le processus est basé sur l’utilisation cyclique de magnésium – Mg. L’oxyde de magnésium – MgO – est réduit par le rayon laser en Mg, qui peut ensuite réagir avec de l’eau pour donner du MgO et de l’hydrogène.

L’hydrogène pourra alors être utilisé dans des générateurs à H2 et fournir de l’énergie électrique mais aussi thermique (cogénération). Ce cycle du magnésium permet de produire de l’hydrogène à partir d’une source d’énergie gratuite et inépuisable.

Pour qu’un tel dispositif soit exploitable, il faut garantir un ensoleillement suffisamment fort et constant, ce qui n’est le cas que dans les déserts. Il faudra alors prévoir le transport du magnésium vers le site de production d’hydrogène, et réacheminer l’oxyde de magnésium vers le dispositif laser.