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Dec 08, 2023

Ce réacteur en fer pourrait jouer un rôle crucial dans le stockage et le transport de l'hydrogène

Durabilité - À Eindhoven, l'équipe d'étudiants SOLID a dévoilé une installation qui

Durabilité -À Eindhoven, l'équipe d'étudiants SOLID a dévoilé une installation capable de stocker et de transporter de l'hydrogène en utilisant du fer.

On peut rapidement l'appeler l'enjeu le plus important de la transition énergétique : le stockage et le transport de l'énergie verte. Les Pays-Bas sont pleinement engagés dans l'énergie éolienne et solaire, mais le réseau électrique doit être réparé. Avec de nombreux projets, des consortiums européens et quelque huit cents millions de subventions, le gouvernement central a misé sur l'hydrogène vert. Mais la question s'applique là aussi : comment allons-nous organiser le stockage et la distribution ?

"Il existe déjà une infrastructure de pipelines, mais ce réseau est adapté aux cinq grands clusters industriels. Ils sont responsables de trente pour cent des émissions industrielles de CO2, et le sixième cluster - "le reste" - est responsable des soixante-dix pour cent restants. Toutes ces entreprises sont séparées du réseau hydrogène. Par conséquent, leur capacité à devenir plus durable est plus limitée », explique Timme ter Horst, responsable commercial de l'équipe étudiante SOLID.

L'équipe a donc développé une solution décentralisée indépendante de cette infrastructure. Cette solution se présente sous la forme de SIR One (Steam Iron Reactor), que SOLID a construit avec l'aide des partenaires du projet RIFT, TU/e, DNV et Metalot et du fournisseur de subventions Metropool Regio Eindhoven. Le réacteur a été fabriqué sur la base d'une technique de stockage d'hydrogène utilisant du fer, et SIR One peut stocker un kilogramme d'hydrogène et nécessite vingt kilogrammes de fer pour le faire.

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"Avec le fer, vous pouvez stocker l'hydrogène de manière très compacte. La matière première a une densité d'énergie élevée et peut stocker jusqu'à trois fois plus d'hydrogène par volume que si vous stockez de l'hydrogène sous haute pression. C'est maintenant la méthode la plus courante", Max Winkel clarifié. Il a fait une pause dans sa maîtrise en physique appliquée et fusion nucléaire cette année académique pour travailler comme chef d'équipe chez SOLID.

Le stockage de l'hydrogène dans le fer fonctionne comme suit. La réaction de l'hydrogène avec l'oxyde de fer – la rouille en langue vernaculaire – crée deux produits : le fer et l'eau. Ici, le fer agit comme un moyen de stockage. Ensuite, pour fournir de l'hydrogène à partir de celui-ci, SOLID ajoute de la vapeur au fer. Ceci, à son tour, produit de l'hydrogène et de l'oxyde de fer. Le résultat est un cycle dans lequel le fer fonctionne comme un stockage durable de l'hydrogène. "L'objectif est que le fer que nous mettons dans le réacteur puisse traverser un tel cycle au moins vingt fois", a-t-il déclaré. De plus, le fer est l'élément le plus abondant sur terre et a moins de restrictions de sécurité que l'hydrogène », a déclaré Winkel. Cette combinaison en fait une alternative peu coûteuse pour le stockage et la distribution d'hydrogène à grande échelle.

Lorsque Winkel a rejoint l'équipe, il pensait que la technologie semblait relativement simple. "Je ne comprenais pas pourquoi le concept n'était pas sur le marché il y a longtemps. Maintenant, je sais mieux (rires). En tant que physicien, je ne me préoccupe jamais du boulon que je dois attacher à deux pièces. J'ai découvert cette année comment difficile de préparer une technologie pour le marché. »

L'équipe s'appuie sur la technologie développée par ses prédécesseurs. En 2020, l'équipe étudiante et le consortium Metal Power ont développé le premier incinérateur industriel de poudre de fer. Cela a abouti au spin-off RIFT, qui a levé deux millions d'investissements à la fin de l'année dernière. Ter Horst : "Ce concept est maintenant un succès en dehors de SOLID ; nous avons consciemment choisi de faire quelque chose de différent."

Ter Horst pense que leurs prédécesseurs ont vraiment du succès, ce qui suscite certaines attentes. En tant que chef d'entreprise, il regarde où se situe cette toute jeune technologie parmi les géants de l'énergie. Ou, comme il l'appelle, "rechercher différents marchés pour l'hydrogène".

"Le marché autour de l'hydrogène est très en vogue, mais à quoi allons-nous vraiment l'utiliser ? Notre réponse est : rendre l'industrie lourde plus durable. Cela signifie les secteurs qui ont besoin de températures très élevées pour leurs processus de production. Il existe six clusters industriels. , dont cinq sont connectés à l'infrastructure des gazoducs. Le sixième cluster n'est pas un cluster, mais "le reste". Considérons les producteurs de céramique, de verre et de papier. Ils n'ont pas d'accès direct à l'infrastructure pour l'hydrogène. C'est là que nous voulons nous concentrer car notre solution est décentralisée."

De plus, le stockage saisonnier de l'hydrogène est également un domaine d'application sur lequel SOLID se concentre. Winkel : "L'été dernier, les Pays-Bas avaient beaucoup d'électricité excédentaire. À ces moments-là, vous voulez produire de l'hydrogène et le stocker pour l'utiliser plus tard. Les cavernes de sel dans le nord des Pays-Bas sont l'alternative la plus souvent mentionnée, mais l'inconvénient est que vous ne pouvez pas les déplacer. Et donc, encore une fois, vous avez besoin de cette infrastructure. Notre solution peut être appliquée partout où vous le souhaitez.

Cela laisse une question importante : d'où SOLID obtiendra-t-il tout ce fer ? "Nous réfléchissons à la possibilité d'utiliser des déchets de fer dans notre réacteur. De plus, le fer que nous ne pouvons plus utiliser est encore très pur et peut facilement être utilisé pour l'industrie sidérurgique", a déclaré Winkel. SOLID fait partie du projet "Hydrogen in a Circular Economy" du KWR Watercycle Research Institute.

Si SIR One est à peine lancé, ses successeurs sont déjà connus. SIR Two devrait pouvoir stocker cinq cents kilowattheures d'hydrogène ; en 2027, SOLID veut lancer SIR Three dans le port de Rotterdam. Ter Horst : "Nous ne développons pas une voiture de course ou un drone cool, mais une technologie qui a le potentiel d'être étendue et qui peut avoir un impact."