Solar chemical refers to a number of possible processes that harness solar energy by absorbing sunlight in a chemical reaction. The idea is conceptually similar to photosynthesis in plants, which converts solar energy into the chemical bonds of glucose molecules, but without using living organisms, which is why it is also called artificial photosynthesis.
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- Stockage chimique de l'énergie solaire (fr)
- Solar chemical (en)
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| - Mit Hilfe der Solarenergie können chemische Reaktionen in Gang gesetzt werden. Das können photochemische oder solarthermische Reaktionen sein. (de)
- Solar chemical refers to a number of possible processes that harness solar energy by absorbing sunlight in a chemical reaction. The idea is conceptually similar to photosynthesis in plants, which converts solar energy into the chemical bonds of glucose molecules, but without using living organisms, which is why it is also called artificial photosynthesis. (en)
- Le stockage chimique de l'énergie solaire recouvre un ensemble de techniques capables d'emmagasiner l'énergie du rayonnement solaire à travers une réaction chimique. Le principe est semblable à celui de la photosynthèse chez les plantes — qui emmagasine l'énergie du rayonnement solaire dans les liaisons chimiques de glucides à partir d'eau et de dioxyde de carbone — mais sans impliquer d'êtres vivants, ce qui lui vaut de recouvrir en partie le concept de photosynthèse artificielle, cependant mieux illustré par les cellules solaires à pigment photosensible (DSSC). (fr)
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| - Mit Hilfe der Solarenergie können chemische Reaktionen in Gang gesetzt werden. Das können photochemische oder solarthermische Reaktionen sein. (de)
- Le stockage chimique de l'énergie solaire recouvre un ensemble de techniques capables d'emmagasiner l'énergie du rayonnement solaire à travers une réaction chimique. Le principe est semblable à celui de la photosynthèse chez les plantes — qui emmagasine l'énergie du rayonnement solaire dans les liaisons chimiques de glucides à partir d'eau et de dioxyde de carbone — mais sans impliquer d'êtres vivants, ce qui lui vaut de recouvrir en partie le concept de photosynthèse artificielle, cependant mieux illustré par les cellules solaires à pigment photosensible (DSSC). Une approche séduisante consiste à utiliser le rayonnement solaire focalisé de manière analogue aux panneaux photovoltaïques à concentration ou aux centrales solaires à concentration afin de disposer de l'énergie nécessaire au craquage de l'eau H2O en ses constituants hydrogène H2 et oxygène O2 en présence d'un catalyseur métallique tel que le zinc (craquage de l'eau par photocatalyse, usage de divers catalyseurs d'oxydation de l'eau), ou pour réaliser l'électrolyse de l'eau, par exemple dans un électrolyseur à oxyde solide (SOEC, tel qu'en zircone stabilisée à l'oxyde d'yttrium, YSZ) ou à membrane électrolytique polymère (PEM, par exemple en Nafion). On implémente cela généralement à travers un processus en deux étapes afin que l'hydrogène et l'oxygène ne soient pas produits dans la même chambre, ce qui créerait un risque d'explosion, comme dans le cas d'une électrolyse simple. Une approche complémentaire consiste à faire réagir l'hydrogène issu du craquage ou de l'électrolyse de l'eau avec du dioxyde de carbone CO2 pour obtenir du méthane CH4 par réaction de Sabatier selon un processus appelé méthanation. L'avantage de cette méthode est qu'il existe des infrastructures établies pour le transport et la combustion du méthane afin de produire de l'électricité, ce qui manque encore pour l'hydrogène. L'inconvénient principal à ces deux approches est commun à la plupart des méthodes de stockage d'énergie : l'ajout d'une étape supplémentaire entre l'absorption de l'énergie et la production d'électricité réduit sensiblement l'efficacité globale du processus. D'un point de vue chimique, la dimérisation de l'anthracène en dianthracène a été étudiée dès 1909 comme moyen de stockage de l'énergie solaire, de même que la photodimérisation de la série des naphtalènes. Une tentative d'emmagasinner l'énergie solaire en mettant à profit la conversion norbornadiène quadricyclane a par la suite échoué dans les années 1970 et 1980 par manque de rentabilité économique. Des structures à base de ruthénium ont également été étudiées mais se sont heurtées au fait que le ruthénium est un élément du groupe du platine qui compte parmi les matières premières critiques.
* Photodimérisation de l'anthracène.
* Photoisomérisation du norbornadiène en quadricyclane. (fr)
- Solar chemical refers to a number of possible processes that harness solar energy by absorbing sunlight in a chemical reaction. The idea is conceptually similar to photosynthesis in plants, which converts solar energy into the chemical bonds of glucose molecules, but without using living organisms, which is why it is also called artificial photosynthesis. A promising approach is to use focused sunlight to provide the energy needed to split water into its constituent hydrogen and oxygen in the presence of a metallic catalyst such as zinc. This is normally done in a two-step process so that hydrogen and oxygen are not produced in the same chamber, which creates an explosion hazard. Another approach involves taking the hydrogen created in this process and combining it with carbon dioxide to create methane. The benefit of this approach is that there is an established infrastructure for transporting and burning methane for power generation, which is not true for hydrogen. One main drawback to both of these approaches is common to most methods of energy storage: adding an extra step between energy collection and electricity production drastically decreases the efficiency of the overall process. (en)
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