Conversion et stockage de l'énergie pour une industrie neutre sur le plan climatique
Les instituts Fraunhofer et SGC Energy concluent un accord de collaboration dans les domaines de l'électrolyse du CO₂, de l'hydrogène et des batteries
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Faire progresser ensemble les technologies pour une industrie neutre en carbone : l’Institut Fraunhofer pour les technologies environnementales, de sécurité et énergétiques (UMSICHT), l’Institut Fraunhofer pour la recherche appliquée sur les polymères (IAP) et la société énergétique sud-coréenne SGC Energy mettent en commun leur expertise afin de poursuivre le développement de procédés de valorisation du CO₂ et de production d’hydrogène, ainsi que de technologies de batteries et de piles à combustible. Les partenaires ont signé un protocole d’accord à cette fin.
Les équipes du Fraunhofer UMSICHT, du Fraunhofer IAP et de SGC Energy lors de la signature du protocole d'accord.
© Fraunhofer UMSICHT
Accord de collaboration future dans les domaines de l'électrolyse du CO₂, de l'hydrogène et des batteries (de gauche à droite) : le professeur Christian Doetsch, docteur en ingénierie (Fraunhofer UMSICHT), Ken Yoon (SGC Energy) et le professeur Alexander Böker, docteur (Fraunhofer IAP).
© Fraunhofer UMSICHT
Cette collaboration se concentre sur le développement et la mise à l’échelle de technologies électrochimiques destinées à des applications industrielles. En tant qu’acteur de premier plan du secteur énergétique sud-coréen et dans le domaine du captage du carbone, SGC Energy joue un rôle central en tant que partenaire industriel et futur utilisateur des technologies en cours de développement. L’entreprise vise à exploiter les installations existantes de captage du CO₂ et les infrastructures industrielles afin de mettre en place une plateforme d’électrolyse destinée à la production de carburants durables et de produits chimiques de base. Grâce à son infrastructure de captage du carbone, à sa vaste expérience en matière d’approvisionnement énergétique et à sa solide expertise en ingénierie, SGC Energy crée les conditions indispensables pour évaluer très tôt la faisabilité technique et le potentiel économique des nouvelles technologies, ainsi que pour les développer davantage en vue d’une utilisation industrielle.
Fraunhofer UMSICHT apporte ses nombreuses années d’expérience dans le développement d’électrolyseurs de CO₂, de concepts de piles et dans l’intégration de procédés électrochimiques dans des installations industrielles. Fraunhofer IAP apporte son expertise dans le développement de matériaux énergétiques polymères haute performance et leur transposition à une échelle industrielle. Ensemble, les partenaires visent à accélérer le transfert de technologie vers les chaînes de valeur industrielles.
« Avec SGC Energy, nous avons trouvé un partenaire qui apporte à la fois l’expertise technique nécessaire et l’infrastructure de captage du CO₂ pour faire passer l’électrolyse du CO₂ de l’échelle pilote à l’application industrielle », souligne le Prof. Dr.-Ing. Christian Doetsch, directeur de l’institut Fraunhofer UMSICHT. « La transformation des systèmes énergétiques industriels ne réussira que si les nouveaux matériaux, les procédés électrochimiques et les concepts d’installations évolutives s’articulent de manière harmonieuse. Dans le cadre de cette collaboration, nous combinons notre expertise en matière de procédés et de systèmes avec la recherche en science des matériaux et les exigences industrielles. »
Le CO₂ comme matière première pour l’industrie
L’électrolyse du CO₂ constitue l’un des axes prioritaires de cette collaboration. Dans ce procédé, le dioxyde de carbone capté est transformé en matières premières chimiques ou en précurseurs de carburants synthétiques à l’aide d’énergie électrique renouvelable. Cette approche est considérée comme une technologie particulièrement prometteuse pour la production de carburants aériens durables (SAF).
Les partenaires entendent exploiter l’infrastructure existante de capture du CO₂ de SGC Energy afin de poursuivre le développement et la mise à l’échelle des technologies électrochimiques destinées à la production de carburants durables et de matières premières chimiques. L’objectif est de créer les conditions indispensables pour faire passer la conversion du CO₂ capturé en produits d’intérêt industriel de l’échelle pilote à l’application commerciale.
Développement de matériaux pour des électrolyseurs et des batteries haute performance
Les matériaux haute performance sont essentiels au déploiement économique des systèmes électrochimiques. Dans ce domaine, le Fraunhofer IAP apporte son expertise dans le développement de matériaux énergétiques polymères. Il s’agit notamment de membranes haute performance sans PFAS pour les électrolyseurs, ainsi que d’électrolytes solides polymères et de liants pour les batteries.
Les membranes remplissent des fonctions clés dans les processus électrochimiques et influencent le rendement, la sélectivité et la durée de vie des systèmes. L’objectif est de poursuivre le développement de matériaux spécifiquement adaptés aux exigences des futurs systèmes d’électrolyse du CO₂, d’hydrogène et de batteries. «Grâce à cette collaboration, nous créons un cadre dans lequel le développement des matériaux, l’intégration des systèmes et l’application pratique sont pris en compte conjointement dès le début. Pour une industrie neutre en carbone, nous avons besoin de matériaux haute performance, de composants robustes et de partenaires qui orientent systématiquement la recherche vers des applications concrètes », a déclaré le professeur Alexander Böker, directeur de l’institut Fraunhofer IAP.
Concilier recherche et mise en œuvre industrielle
La combinaison de l’expertise de Fraunhofer UMSICHT en matière d’électrolyseurs, du savoir-faire de Fraunhofer IAP dans le développement des matériaux et des membranes, et des capacités industrielles de SGC Energy ouvre une voie directe de la recherche à l’application à grande échelle. Les partenaires sont convaincus que la conversion du CO₂ capté en carburants et en produits chimiques peut apporter une contribution importante à une industrie climatiquement neutre à l’avenir.
« Pour nous, ce partenariat constitue une étape stratégique importante pour façonner activement les technologies de demain en vue d’une industrie neutre en carbone », a déclaré Ken Yoon, directeur de la stratégie chez SGC Energy. « En combinant l’expertise de SGC Energy en matière de systèmes énergétiques et d’intégration des procédés avec les atouts de l’Institut Fraunhofer dans la conversion électrochimique du CO₂ et la mise à l’échelle, nous pouvons dépasser le stade de la recherche isolée pour nous orienter vers des démonstrations technologiques intégrées reflétant les conditions industrielles réelles. La Corée et l’Allemagne partagent la conviction que la décarbonisation du secteur chimique nécessite non seulement de nouveaux catalyseurs et de nouvelles conceptions de cellules, mais aussi des parcours d’ingénierie crédibles, du laboratoire à l’échelle pilote. Cette collaboration nous offre le cadre nécessaire pour y parvenir ensemble, avec des étapes clés communes et une répartition claire des responsabilités de part et d’autre. Nous y voyons le début d’une alliance technologique à long terme, qui permettra aux deux partenaires d’être compétitifs sur le marché mondial émergent des produits durables à base de carbone. »
La signature du protocole d’accord jette les bases de projets communs de recherche et développement couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur – du développement des matériaux et des systèmes électrochimiques à la mise en œuvre industrielle. Au cours des prochains mois, des projets spécifiques dans les domaines de la valorisation du CO₂, des technologies de l’hydrogène et des systèmes de batteries et de piles à combustible seront définis.
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