Voyager en avion sans émettre de CO₂ supplémentaire — cela serait possible avec des carburants de synthèse produits à partir d'eau et d'air ambiant à l'aide d'énergies renouvelables. Cependant, des quantités énormes seraient nécessaires. Un nouveau procédé de production développé dans le cadre du projet de recherche KEROGREEN utilise une technologie plasma innovante pour rendre cela possible. Les partenaires de recherche ont construit une première installation de production à l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT).

CO₂ - le trafic aérien neutre est un grand défi. "Les batteries, l'hydrogène et les solutions hybrides ne sont guère adaptées, car leurs densités d'énergie sont trop faibles", déclare le professeur Peter Pfeifer de l'Institut d'ingénierie des microprocessus du KIT. Il est l'un des porte-parole du projet de recherche KEROGREEN. "Les biocarburants ont besoin de zones de culture et, par conséquent, concurrencent la production alimentaire et la préservation de l'environnement naturel."

Pour activer le CO₂ -Aviation neutre tout de même, Pfeifer et les partenaires de KEROGREEN ont exploré une autre option :le kérosène de l'air et de l'eau. "Lorsque vous utilisez des énergies renouvelables et du CO₂ directement de l'atmosphère, nous avons une boucle de carbone fermée. Nous pouvons même continuer à utiliser l'infrastructure existante pour le stockage, le transport, le ravitaillement des avions et la technologie des moteurs." De plus, comme le kérosène vert synthétique ne produirait aucune émission de soufre, de suie et d'oxyde d'azote (NO_x ) les émissions seraient réduites.

Pour produire des quantités suffisantes de kérosène, les partenaires de KEROGREEN ont développé un procédé évolutif qui s'appuie sur une technologie plasma innovante et s'intègre dans un conteneur maritime. Le KEROGREEN avait une durée de quatre ans et demi. Les travaux ont été coordonnés par l'Institut néerlandais de recherche fondamentale sur l'énergie (DIFFER) à Eindhoven. Une installation de recherche a été construite au KIT. La technologie est maintenant dans sa dernière phase d'intégration du système. Les composants ont déjà été connectés les uns aux autres, tout en ayant atteint des niveaux de maturité différents. "Le nouveau processus de production est très respectueux des ressources, car aucune ressource rare n'est nécessaire", déclare Pfeifer.

Technologie plasma innovante pour le CO₂ dissociation

Le processus se compose de trois étapes principales :premièrement, le CO₂ de l'air ambiant est introduit dans un réacteur dans lequel il est dissocié en monoxyde de carbone (CO) et en oxygène au moyen d'un plasma généré avec un rayonnement micro-onde. Ensuite, l'oxygène est éliminé.

Dans le deuxième réacteur, le CO est converti en hydrogène par la réaction de changement de gaz à l'eau. Cet hydrogène et le CO restant (lorsqu'ils sont combinés appelés gaz de synthèse) sont convertis en hydrocarbures par synthèse Fischer-Tropsch dans un troisième réacteur. Les hydrocarbures de haut poids moléculaire qui ne peuvent pas être utilisés pour la production de kérosène sont dissociés en interne. Au final, le constituant de base des carburants aviation est obtenu. Cette matière première peut ensuite être raffinée en kérosène ou utilisée pour stocker de l'énergie.

Idéal pour une utilisation décentralisée avec des énergies renouvelables

Selon les découvertes obtenues par les chercheurs, des installations allant jusqu'au mégawatt seraient possibles avec la nouvelle technologie plasma. Mais il peut également être utilisé dans de petites installations de production décentralisées de la taille d'un conteneur.

"Les futures installations seront modulaires et évolutives. Elles pourront être intégrées dans un parc éolien offshore ou un parc solaire dans le désert", explique Pfeifer. "S'il n'y aura ni vent ni soleil, le réacteur à plasma s'éteindra temporairement et redémarrera lorsque l'énergie sera disponible." Les résultats du projet vont maintenant être analysés en profondeur. Certains sont déjà utilisés par des partenaires industriels pour la mise en œuvre de certaines étapes du processus. + Explorer plus loin

Une tour à énergie solaire tout-en-un produit du carburéacteur neutre en carbone