​Actuellement, ces technologies sont peu matures (TRL 1 à 4 principalement), et les développements se situent surtout au niveau du composant.

L'enjeu est d'accélérer le déploiement de ces nouvelles technologies en évaluant leur comportement en environnement réel simulé.

L'approche classique pour la montée en maturité consiste à faire monter en échelle les nouveaux composants, puis à les intégrer dans une chaîne de conversion et enfin à les évaluer en environnement réel.

Ici, nous proposons de mettre en place une plateforme instrumentale qui permettra de caractériser directement ces nouveaux composants (directement issus des laboratoires : à l'échelle de quelques cm²) dans une chaîne émulant le système complet.

Cette démarche permet de focaliser les efforts sur les facteurs limitants de ces composants tout en prenant en compte le système environnant.

Basée sur le démonstrateur EASI Fuel (Figure 1), cette plateforme est capable d'émuler l'environnement réel d'un système de production de carburant solaire avec un débit en sortie de 0,2 L h^-1 (normo litre par heure), et de contrôler ce système.

Un système d'acquisition permet de suivre toutes les grandeurs physiques et chimiques pertinentes afin de caractériser précisément les transformations en cours dans le banc, les rendements des composants ainsi que du système complet.

Dans sa version basique, le système de production de carburant solaire est constitué de composants de référence « branchés » en série :

• Un panneau solaire pour la transformation « photons à « électrons ».
• Un électrolyseur pour la transformation « électrons à gaz (H₂) ».
• Un réacteur catalytique pour la transformation « gaz (H₂ + CO₂) à carburant (CH₄) ».

Ces composants de référence permettront de caractériser le banc, valider la chaîne d'acquisition et le contrôle commande.

Les grandeurs et rendements mesurés serviront de référence pour les futures expérimentations.

Une fois le banc et le système de référence caractérisés, les composants de référence pourront être remplacés par des composants développés au CEA ou par des partenaires, afin de mesurer leurs comportements dans un système complet (panneaux solaires innovants, bioréacteurs…), et de comparer ces mesures au système de référence.​

Afin d'obtenir un environnement contrôlé et caractérisé/qualifié, pour caractériser toutes les transformations qui s'y produiront, le banc d'essai comprendra des émulateurs :

• Émulateur solaire : pour illuminer le panneau solaire.
• ​Émulateur électrique : pour fournir une alimentation électrique dans le cas d'une conversion qui serait purement alimentée électriquement.
• ​​Émulateur gaz : pour fournir au réacteur les gaz non produits en amont (ici le CO₂) et délivrer des mélanges de gaz représentatifs de certaines applications (ex : en variant le ratio H₂/CO₂, les débits, en introduisant un polluant etc).

Contact :

Pour toute demande concernant l'accès à la plateforme et/ou la mise en œuvre de vos tests, merci de nous écrire à l'adresse ci-dessous en précisant vos besoins :

Julien.perard@cea.fr

Christine.cavazza@cea.fr

Responsable scientifique : Christine Cavazza

Attention : Du fait des procédures d'accès sur site pour les utilisateurs, un délai d'anticipation de 2 mois minimum est requis.