Dans le cadre du projet de recherche commun Neo-PEC, des chercheurs de trois instituts Fraunhofer se sont r\u00e9unis pour mettre au point une solution modulaire qui permet de produire et de fournir de l’hydrog\u00e8ne avec une grande souplesse gr\u00e2ce \u00e0 l’\u00e9nergie solaire.<\/p>\n
La pi\u00e8ce ma\u00eetresse de ce d\u00e9veloppement Fraunhofer est un module PEC en tandem. Il est similaire \u00e0 son homologue photovolta\u00efque traditionnel, mais avec une diff\u00e9rence cruciale : L’\u00e9lectricit\u00e9 n’est pas produite \u00e0 des fins d’\u00e9lectrolyse ult\u00e9rieure ailleurs. L’ensemble du processus se d\u00e9roule dans une seule et m\u00eame unit\u00e9. La prudence est de mise tout au long du processus : Le processus produisant de l’hydrog\u00e8ne et de l’oxyg\u00e8ne, la structure doit \u00eatre con\u00e7ue de mani\u00e8re \u00e0 maintenir une s\u00e9paration stricte entre les deux \u00e9l\u00e9ments pendant la production et au-del\u00e0.<\/p>\n
Pour produire la cellule tandem, les experts recouvrent de mat\u00e9riaux semi-conducteurs les deux faces du verre flott\u00e9 ou plat standard disponible dans le commerce. Lorsque la lumi\u00e8re du soleil frappe le verre, un c\u00f4t\u00e9 du module absorbe la lumi\u00e8re de courte longueur d’onde. Dans le m\u00eame temps, la lumi\u00e8re de grande longueur d’onde traverse la couche sup\u00e9rieure du verre et est absorb\u00e9e au verso. Le module lib\u00e8re de l’hydrog\u00e8ne sur la face arri\u00e8re ou cathode et de l’oxyg\u00e8ne sur la face sup\u00e9rieure, c’est-\u00e0-dire l’anode.<\/p>\n
Au cours des trois ann\u00e9es qu’a dur\u00e9 le projet, les scientifiques du Fraunhofer ont \u00e9tudi\u00e9 et d\u00e9velopp\u00e9 des mat\u00e9riaux semi-conducteurs de haute puret\u00e9, qu’ils appliquent \u00e0 l’aide de m\u00e9thodes de rev\u00eatement ultra-douces. Cela leur permet d’augmenter le rendement en hydrog\u00e8ne de la m\u00e9thode.<\/p>\n
\u00ab\u00a0Nous utilisons la phase vapeur pour former des couches de quelques nanom\u00e8tres d’\u00e9paisseur sur le verre. Les structures cr\u00e9\u00e9es au cours du processus ont un impact consid\u00e9rable sur l’activit\u00e9 du r\u00e9acteur, en plus des propri\u00e9t\u00e9s r\u00e9elles du mat\u00e9riau, que nous avons \u00e9galement optimis\u00e9es\u00a0\u00bb, explique Arno G\u00f6rne, chef de groupe des mat\u00e9riaux fonctionnels pour les microsyst\u00e8mes hybrides \u00e0 l’Institut Fraunhofer pour les technologies et les syst\u00e8mes c\u00e9ramiques IKTS. Les \u00e9l\u00e9ments photovolta\u00efques reli\u00e9s dans le module fournissent au syst\u00e8me une tension suppl\u00e9mentaire – un turbo qui acc\u00e9l\u00e8re l’activit\u00e9 tout en augmentant l’efficacit\u00e9.<\/p>\n
Le r\u00e9sultat est un r\u00e9acteur avec une surface active d’un demi-m\u00e8tre carr\u00e9. S\u00e9par\u00e9 de l’oxyg\u00e8ne, il g\u00e9n\u00e8re de l’hydrog\u00e8ne, qui peut \u00eatre captur\u00e9 et quantifi\u00e9 directement. \u00c0 l’heure actuelle, un seul module expos\u00e9 \u00e0 la lumi\u00e8re du soleil dans les conditions europ\u00e9ennes peut produire plus de 30 kilogrammes d’hydrog\u00e8ne par an sur 100 m\u00e8tres carr\u00e9s. Avec ce rendement, une voiture \u00e0 hydrog\u00e8ne pourrait parcourir 15 000 \u00e0 20 000 kilom\u00e8tres, par exemple.<\/p>\n
\u00ab\u00a0En ce qui concerne les dimensions de la cellule tandem, nous sommes limit\u00e9s par le fait que notre module s\u00e9pare directement l’eau, mais il faut aussi que l’\u00e9lectricit\u00e9 passe d’un c\u00f4t\u00e9 \u00e0 l’autre pour y parvenir. Lorsque la surface du module augmente, la r\u00e9sistance croissante a un effet d\u00e9favorable sur le syst\u00e8me. Dans l’\u00e9tat actuel des choses, le format existant s’est av\u00e9r\u00e9 optimal. Il est stable, robuste et nettement plus grand que toute autre solution comparable\u00a0\u00bb, note M. G\u00f6rne. Les \u00e9l\u00e9ments compacts peuvent \u00eatre connect\u00e9s selon les besoins sans effets secondaires n\u00e9gatifs, qu’il s’agisse d’un seul module ou de grandes surfaces – un avantage significatif pour la solution Fraunhofer.<\/p>\n
Le projet, qui vient de s’achever, est \u00e9galement un exemple r\u00e9ussi de collaboration interinstitutionnelle et de combinaison d’expertises Fraunhofer compl\u00e9mentaires. Le Fraunhofer IKTS a men\u00e9 des recherches sur les mat\u00e9riaux et le traitement de la couche photoactive. Les coll\u00e8gues de l’Institut Fraunhofer pour l’ing\u00e9nierie des surfaces et des couches minces IST ont apport\u00e9 leur exp\u00e9rience dans l’utilisation du d\u00e9p\u00f4t physique en phase vapeur pour rev\u00eatir de grandes surfaces. La conception du r\u00e9acteur, la production fiable et peu co\u00fbteuse et l’\u00e9valuation ult\u00e9rieure des modules ont \u00e9t\u00e9 confi\u00e9es aux experts du Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP.<\/p>\n
Les partenaires du projet ont d\u00e9j\u00e0 effectu\u00e9 de nombreux essais sur le terrain qui ont d\u00e9montr\u00e9 la stabilit\u00e9 et le bon fonctionnement du module et des interconnexions. Mais ce n’est pas tout pour les \u00e9quipes Fraunhofer, qui ont d\u00e9voil\u00e9 leur r\u00e9acteur pour la premi\u00e8re fois lors du salon Achema 2024 \u00e0 Francfort en juin, car elles ont commenc\u00e9 \u00e0 planifier leurs prochaines \u00e9tapes depuis longtemps. D’une part, ils pr\u00e9voient de poursuivre leur collaboration fructueuse entre instituts dans le cadre d’un projet de suivi et, d’autre part, ils ont l’intention de d\u00e9velopper leur solution dans diff\u00e9rentes directions en collaboration avec le secteur priv\u00e9 – pour une production et une fourniture d\u00e9centralis\u00e9es, directes, s\u00fbres et efficaces d’hydrog\u00e8ne.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Les sp\u00e9cialistes du Fraunhofer ont mis au point un module tandem autonome et fiable pour produire directement de l’hydrog\u00e8ne vert \u00e0 partir de l’\u00e9nergie solaire. Dans le cadre du projet de recherche commun Neo-PEC, des chercheurs de trois instituts Fraunhofer se sont r\u00e9unis pour mettre au point une solution modulaire qui permet de produire et […]<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":455169,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[883],"tags":[6170,1323,6810],"domains":[47],"ppma_author":[1153,1139],"class_list":["post-455248","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-technologies","tag-fraunhofer-fr","tag-hydrogene","tag-reacteur-pec","domains-electronique-eci"],"acf":[],"yoast_head":"