Les combustibles métalliques comme vecteurs d'énergie denses, décarbonés et circulaires – METAFOR

La recherche de solutions durables pour la production et le transport d’énergie revêt une importance majeure pour assurer le développement et le leadership de l’Europe dans ces secteurs. Les combustibles métalliques sont récemment apparus comme des vecteurs énergétiques prometteurs pouvant être intégrés dans un cycle énergétique sans carbone. L’excédent d’énergie produit par les sources d’énergie renouvelables intermittentes telles que les éoliennes et les énergies solaires photovoltaïques peut être stocké dans des combustibles métalliques, grâce à leur réduction, et expédié aux consommateurs. L’énergie chimique stockée est ensuite libérée par la combustion de particules métalliques dans un environnement oxydant, délivrant une puissance élevée, tout en ne produisant que des oxydes métalliques solides, qui doivent être collectés puis recyclés. Par ailleurs, l’utilisation des métaux comme ressource disponible in situ pour l’exploration spatiale constitue également un véritable atout. Le développement de ce vecteur énergétique à grande échelle nécessitera la mise en œuvre de systèmes de conversion d'énergie impliquant des écoulements turbulents. La combustion des microparticules est un phénomène exothermique multiphysique et multiphasique incluant plusieurs changements de phase et une cinétique chimique complexe. Ce domaine scientifique reste peu exploré. L'évolution technologique dépend de la compréhension fondamentale des processus impliqués, accessible grâce à des études expérimentales multi-échelles. Les faiblesses de la collecte/interprétation conventionnelle des données et le manque de données et de modèles limitent les avancées technologiques. METAFOR vise à décrire l'interaction entre les particules métalliques en combustion dans des écoulements turbulents complexes à l'aide d'expériences complémentaires bien instrumentées qui seront utilisées pour développer des outils de modélisation et de simulation numérique. L'objectif à long terme est de fournir une base