Vers une production massive et propre d’hydrogène

Fabriquer de l’hydrogène en obtenant des rendements élevés et sans émission de gaz à effet de serre paraissait hors de portée il y a encore quelques années. C’est maintenant possible. Des chercheurs du CNRS ont trouvé une méthode de production propre et efficace, qui devrait donner à l’hydrogène un intérêt industriel renforcé.

L’hydrogène comme vecteur énergétique propre est l’une des solutions pour répondre aux actuels défis énergétiques. Pour produire ce carburant, que beaucoup désignent d’ores et déjà comme le carburant du futur, la méthode d’électrolyse de l’eau figure parmi les filières « écologiques » les plus prometteuses. L’électrolyse, une méthode permettant de séparer deux éléments chimiques à l’aide d’un courant électrique, l’oxygène et l’hydrogène dans ce cas, possède un point faible qui paraissait il y a peu rédhibitoire.En effet, le principal écueil de cette méthode est son rendement. Soucieux d’optimiser cette technique, des chercheurs du CNRS sont parvenus, pour la première fois, à produire de l’hydrogène en quantité notable par une nouvelle méthode. Leur technologie innovante, protégée par un brevet aujourd’hui rendu public, pourrait dans un avenir proche être développée à grande échelle et permettre d’obtenir de l’hydrogène à moindre coût et surtout, sans émission de gaz à effet de serre.

La solution : l’électrolyse sous pression

L’obtention de l’hydrogène par électrolyse de l’eau avec un meilleur rendement nécessite une phase de chauffage. A partir de là, deux voies sont possibles. La première, la plus traditionnelle, utilise la conduction par ions [O2-]. La seconde s’appuie sur la circulation des protons [H+]. La voie protonique possède un gros avantage : elle requiert des températures plus faibles, de l’ordre de 600°C. À de telles températures, une bonne conductivité des protons peut être envisagée, tout en utilisant des matériaux peu onéreux et fiables. C’est pourquoi les scientifiques ont choisi d’explorer et d’optimiser cette voie. L’idée réellement novatrice est en fait d’effectuer l’électrolyse sous pression (entre 50 et 100 bars). En effet, à cette pression, les principaux paramètres de fonctionnement des électrolyseurs s’en trouvent améliorés : les premiers essais effectués permettent d’atteindre des quantités d’hydrogène notables, avec un niveau de courant bien supérieur à ce qui avait été fait précédemment par leurs concurrents étrangers travaillant sur la filière protonique.

Des problèmes de transport

Enfin, cette nouvelle technologie abaisse de près de 200°C la température de fonctionnement. Ce résultat, prometteur et capital pour l’avenir économique de la filière hydrogène, laisse espérer le développement de technologies rentables et économiques. Cependant, avant de produire de l’hydrogène massivement et à bas coût, des efforts sont encore nécessaires, et un travail de perfectionnement du dispositif est envisagé.Aussi, outre la fabrication, la filière hydrogène est également handicapée par la phase de stockage et de transport sous forme gazeuse sous pression ou sous forme liquide. De nombreuses recherches sont aussi en cours pour stocker l’hydrogène en l’incorporant à des matériaux poreux. Du fait de leur faible masse et leur grande capacité d’adsorption, les nanostructures à base de carbone s’avèrent d’excellents candidats. Une autre équipe du CNRS s’est d’ailleurs distinguée à ce sujet l’année dernière. Ainsi, même si rien n’est pour l’instant concrétisé, l’avenir de l’hydrogène en tant que carburant s’élargit.