SOLZINC

Solar Carbothermic Production of Zn from ZnO, "SOLZINC"
Contrat européen (5e PCRDT)

Responsable scientifique PROMES : Gabriel Olalde.
Durée : 1er décembre 2001 au 30 novembre 2005 (49 mois).

Partenaires

Notre laboratoire assure la coordination générale du projet Européen SOLZINC. Les 5 partenaires associés à ce projet sont :

  • Paul Scherrer Institute (Suisse).
  • ETH Swiss Federal Institute of Technology (Suisse).
  • Weizmann Institute of Science (Israël).
  • ScanArc Plasma Technologies (Suede).
  • Zoxy Energy Systems (Allemagne).

Objectif

L'objectif de ce projet est le développement et l'évaluation expérimentale d'un procédé solaire de stockage thermochimique de l'énergie solaire à l'échelle industrielle.
Il s'agit :

  • d'une part, d'étudier la faisabilité de production de zinc à grande échelle (~ 500 kW) par carboréduction de ZnO à haute température (1400°C) ;
  • d'autre part, de développer des batteries Zn-Air à forte puissance pour la production d'électricité à partir du zinc produit.

Rôle du laboratoire

Dans ce contexte, les actions du laboratoire s'orientent selon deux directions : la première concerne notre contribution à la modélisation du comportement thermique et chimique du réacteur solaire, la seconde concerne la définition de l'ensemble de l'instrumentation et l'exploitation des résultats du prototype à grande échelle.

Méthode

1 - Modélisation du comportement thermique et chimique du réacteur solaire.

Cette étude est menée en collaboration avec ETH Swiss Federal Institute of Technology.
Elle concerne :

  • la modélisation des transferts couplés de masse et de chaleur dans le réacteur solaire pour décrire son comportement global,
  • l'étude des échanges radiatifs entre la surface du lit poreux réactif et la source de rayonnement par une approche microscopique.

Ce travail a pour perspective l'amélioration de la connaissance des échanges radiatifs dans les lits poreux réactifs à haute température par une approche spectrale.

2 - Définition de l'instrumentation et exploitation des résultats du prototype à grande échelle.

PROMES-CNRS assure la responsabilité globale de cette action. En fonction des spécificités du procédé à l'échelle pilote, nous avons défini et choisi l'ensemble des capteurs et des moyens de diagnostic en ligne pour la conduite du procédé (température, débit, pression, moyens d'analyse des gaz).
Les expériences à l'échelle pilote se dérouleront au laboratoire d'Energie Solaire du Weizmann Institute of Science au cours du deuxième semestre 2004 et du premier semestre 2005. Nous analyserons les données issues de ces expériences afin d'optimiser le procédé et d'effectuer des bilans de masse et de chaleur pour évaluer l'efficacité des différents sous-systèmes et de l'ensemble du procédé.
En perspective de ce travail et dans le cadre du 6 ème PCRD, le consortium travaille sur un nouveau programme où le zinc produit sera utilisé pour la production d'hydrogène par la réaction d'oxydation zinc - eau.