Cycle CeO2/Ce2O3
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Le cycle CeO2/Ce2O3, ou cycle oxyde de cérium(IV)-oxyde de cérium(III), est un procédé thermochimique de production d'hydrogène par craquage de l'eau faisant intervenir l'oxyde de cérium(IV) CeO2 et l'oxyde de cérium(III) Ce2O3[1] qui sépare l'oxygène et l'hydrogène de l'eau de manière séquentielle à travers deux systèmes rédox[2] :
La première des deux réactions est une thermolyse endothermique sous atmosphère inerte à 2 000 °C dans un héliostat concentrant la lumière du soleil, ce qui donne une pression partielle de 100 à 200 hPa d'oxygène ; la seconde réaction est une hydrolyse exothermique à une température de 400 à 600 °C dans un réacteur à catalyse hétérogène.
L'intérêt de ce type de procédé de craquage de l'eau en deux étapes, qui était à l'étape expérimentale début 2021[3],[4], est de produire l'hydrogène et l'oxygène de manière indépendante, ce qui dispense de devoir les séparer dans un dispositif commun et limite les risques d'explosion ; les principales difficultés sont liées aux températures élevées requises par ces procédés, qui nécessitent l'utilisation de matériaux de pointe mis en œuvre à travers des technologies avancées[5]. Les conditions opératoires exigeantes de la thermolyse limitent la durée de vie des matériaux employés, notamment par sublimation du CeO2[6]. Des études ont montré qu'il est cependant possible d'abaisser la température de thermolyse par l'adjonction de cations métalliques dans l'oxyde de cérium[7],[8].
