Les chercheurs partent d’un constat : l’énergie solaire qui irradie la Terre est quasi infinie et permettrait de satisfaire tous les besoins de l’humanité, à condition de savoir la capter efficacement et la stocker sous une forme chimique facilement transportable. Pour la capter, les ingénieurs imaginent de grandes centrales solaires où l’on suit les rayons du soleil pour les reconcentrer sur une tour pour atteindre de très hautes températures (+1000 degrés C) et craquer les molécules d’eau dont on pourra extraire de l’hydrogène et de l’oxygène. Cette thermo-électrolyse se fait en deux étapes pour éviter la formation du couple hydrogène-oxygène, hautement explosif. Concrètement, dans la première chambre du réacteur (voir schéma) où se concentre le rayonnement solaire, de l’oxyde de zinc est réduit en zinc et en oxygène sous l’effet de la chaleur ; puis, dans la seconde chambre, le zinc réagit avec l’eau, libérant de l’oxyde de zinc et de l’hydrogène. La boucle est bouclée : le réacteur dopé par le soleil opère la transmutation des éléments.

Le procédé, qui a été validé récemment par un prototype au PSI mis au point par l’équipe du professeur Aldo Steinfeld, permet de valoriser une autre ressource abondante dont l’humanité aimerait se débarrasser sans mettre en danger le climat : le CO2. Avec le même réacteur, il est possible de transformer le CO2 en monoxyde de carbone (CO), composé chimique qui, combiné avec de l’hydrogène, permet de produire un gaz de synthèse (syngas) hautement énergétique. A la seule différence près que l’on injecte du CO2 dans la seconde chambre du réacteur, à la place de l’eau. Une expérience pilote concluante vient d’être réalisée par les chercheurs du Sandia National Laboratories dans les entrailles d’un réacteur installé dans la Vallée de la Mort, à la frontière de la Californie et du Nevada. Cette expérience ouvre une voie prometteuse : le CO2 émis par les grandes centrales au charbon et au gaz pourrait être ainsi recyclé plusieurs fois en carburant solaire utilisable pour les voitures, en attendant l’arrivée de la filière hydrogène. Pour Aldo Steinfeld, de telles installations permettraient de réduire fortement les émissions de CO2 dans l’atmosphère et pourraient s’avérer nettement moins coûteuses que la séquestration du CO2 que l’on envisage de piéger dans les centrales pour le stocker à terme dans des couches terrestres imperméables.