Work Package 3 : Technologies quasi-matures et leviers de mise en œuvre

En utilisant l'acide formique et l'énergie solaire, des souches de microalgues captent le CO₂ atmosphérique et accumulent sous forme de molécules riches en énergie, notamment des lipides - précurseurs directs de biocarburants, avec un rendement prometteur. Nous étudierons la mise à l'échelle de ces usines cellulaires photosynthétiques à partir de considérations à la fois fondamentales (influence de la concentration du milieu de croissance sur le comportement de développement des microalgues) et techniques, telles que l'économie d'énergie (répartition de l'énergie solaire entre la photosynthèse et son utilisation pour la production) et l'extraction (continue) des produits d'intérêt. Les travaux décrivant les précédentes tentatives de développement de telles technologies à base de microalgues contribueront également aux tâches 1.3 et 3.3 en tant qu'exemples concrets.

Plusieurs technologies d'électrolyse de l'eau en hydrogène et en oxygène, utilisant de l'électricité à faible teneur en carbone, sont à un stade avancé de développement, la technologie de la cellule d'électrolyse à oxyde solide à haute température (SOEC HT) étant au niveau de prototype de démonstration. Nous étudierons la transposition des technologies ci-dessus à l'électrolyse du CO₂, ou à sa co-électrolyse (flux H₂O/CO₂), pour la production de monoxyde de carbone (CO) ou de gaz de synthèse. Ceci nécessitera plusieurs adaptations, facilitées par la structure modulaire des cellules. En particulier, des données sur la relation structure-activité seront recueillies pour le réglage fin de la cathode afin d'éviter la formation de coke.

L'hydrogène issu de la (photo)-électrolyse de l'eau peut réagir avec le CO₂ ou le CO pour donner du méthane ou du méthanol, ou pourrait conduire à la production d’urée en présence d'azote. Des (bio)réacteurs conçus pour accueillir de telles réactions (bio)catalysées seront développés.