En quête de solutions pour une transition énergétique durable, le projet MAfoS (Progrès des matériaux pour la technologie des combustibles solaires en français) se distingue par son approche innovante visant à convertir l’énergie solaire en carburants renouvelables.
Le projet MAfoS (Material Advancements for Solar Fuels Technology), piloté par le Centre Fraunhofer pour les Matériaux à Haute Température et le Design HTL, représente une étape significative dans la recherche de solutions énergétiques durables.
En collaboration avec des partenaires européens, ce projet vise à développer des matériaux avancés pour la première usine de démonstration industrielle de conversion de l’énergie solaire en carburants.
La technologie développée repose sur l’utilisation d’une tour solaire, équipée de miroirs, pour convertir l’eau et le dioxyde de carbone en carburants, comme le kérosène. Cette approche, qui combine l’ingéniosité humaine et l’énergie solaire, pourrait révolutionner la manière dont nous produisons et consommons l’énergie.
Défis et solutions matérielles
C’est là que Fraunhofer HTL intervient avec son expertise en matière de construction légère et de matériaux à haute température. Ils développent des matériaux céramiques inorganiques en tant que revêtements protecteurs pour divers composants d’usine et applications futures.
Les matériaux doivent répondre à de nombreuses exigences : Par exemple, il est essentiel que le revêtement de la fenêtre d’entrée soit continuellement perméable à la lumière du soleil et résistant à la vapeur d’eau. En outre, le revêtement doit être adapté au coefficient de dilatation thermique de la vitre, de sorte qu’il ne s’écaille pas lors des changements de température.
Avec les étapes suivantes du processus et leurs températures toujours plus élevées, le revêtement doit toujours être adapté au substrat porteur correspondant pour la dilatation thermique et être en même temps étanche.
Outre ces matériaux, les experts du Fraunhofer développent également des structures porteuses en céramique renforcée de fibres pour les tuyaux. La céramique renforcée par des fibres tolère mieux les dommages que la céramique monolithique, mais les fibres disponibles sur le marché ne supportent qu’une température maximale de 1 200°C. Les scientifiques du Fraunhofer HTL se sont fixé pour objectif d’atteindre une plus grande stabilité thermique et d’augmenter la température d’application des fibres de renforcement à 1 500°C.
Les chercheurs ont déjà franchi une première étape importante : le revêtement de la fenêtre d’entrée de la lumière du soleil.
« Le plus grand défi était le très faible coefficient de dilatation thermique. Nous avons toutefois réussi à identifier un matériau approprié. Nos tests ont prouvé qu’il est non seulement particulièrement résistant à la chaleur, mais aussi à la vapeur d’eau. Il protège le matériau sous-jacent et est suffisamment transparent pour laisser passer en permanence la lumière du soleil« , se réjouit Jonathan Maier, chef de projet chez MAfoS.
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En synthèse
Le projet MAfoS illustre l’engagement des chercheurs et des partenaires industriels dans la quête de solutions énergétiques renouvelables. Grâce à des innovations matérielles et technologiques, la conversion de l’énergie solaire en carburants durables n’est plus un rêve lointain, mais une réalité tangible qui pourrait bientôt contribuer à la réduction des émissions de CO2 et à la transformation durable de notre société.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que le projet MAfoS ?
Le projet MAfoS vise à développer des matériaux pour la première usine de démonstration industrielle de conversion de l’énergie solaire en carburants durables.
Quels sont les carburants produits ?
Le projet se concentre actuellement sur la production de kérosène, mais la technologie pourrait être adaptée à d’autres types de carburants à l’avenir.
Quels défis le projet MAfoS doit-il relever ?
Les principaux défis incluent le développement de matériaux capables de résister à des températures extrêmement élevées et à la vapeur d’eau.
Quel est le rôle de Fraunhofer HTL dans ce projet ?
Fraunhofer HTL apporte son expertise en matériaux légers et à haute température, développant des revêtements et des structures porteuses innovants.
Quand l’usine de démonstration devrait-elle commencer à fonctionner ?
L’usine de démonstration industrielle de Synhelion, partenaire du projet, est prévue pour démarrer ses opérations en Allemagne en 2024.
Références
Légende illustration : Vue aérienne de la tour solaire et du champ de miroirs du DLR, Jülich. Le champ de miroirs concentre le rayonnement solaire sur la tour solaire et chauffe le récepteur solaire. Crédit : © Synhelion
Centre Fraunhofer pour les Matériaux à Haute Température et le Design HTL. Projet MAfoS. Synhelion. Programme de financement européen Eurostars 3.
