La France et l’Europe ont misé gros sur l’hydrogène. A travers le plan France 2030, l’hexagone veut devenir un leader sur la filière de production et de stockage de cet élément chimique. Au niveau continental, l’Europe a débloqué des investissements massifs pour, notamment, développer quatre gigafactories d'électrolyseurs, des sites de production de réservoirs à hydrogène, des piles à combustibles pour la mobilité durable, des trains et véhicules utilitaires à hydrogène, ou encore les matériaux nécessaires à la production de ces équipements.
Tout est donc mis en place pour faire de l’hydrogène le pivot de la transition énergétique en Europe. En effet, de par sa capacité à être stocké sous plusieurs formes, l’hydrogène est un parfait vecteur énergétique.
A l’heure actuelle, la recherche appliquée s’échine à mettre au point les démonstrateurs qui permettront de vérifier les performances des technologies développées en laboratoire, pour vérifier si leur industrialisation est possible. C’est-à-dire si la technologie en question est efficace, reproductible et viable économiquement. Ce dernier élément est fondamental. La volonté de faire de l’hydrogène le vecteur énergétique principal de la transition énergétique induit le développement massif de structures adaptées à l’utilisation de la molécule H2 : sa production, son stockage, transitoire ou pas, tout cet aspect de la chaîne de valeur de l’hydrogène doit être économiquement viable pour que la filière hydrogène ait une chance d’émerger et d’être compétitive, sur un marché de l’énergie qui va se transformer dans les années qui viennent.
Pour produire de l’hydrogène, deux solutions principales sont aujourd’hui utilisées. Le vaporeformage d’abord qui permet d’obtenir de l’hydrogène à bas coût, mais dont l’impact environnemental est important, puisque douze tonnes de CO2 sont émises par tonne d’hydrogène produit. Ce procédé ne constitue pas un enjeu majeur en termes de recherche, car son bilan environnemental paraît difficile à améliorer. La seconde technique pour produire de l’hydrogène est l’électrolyse de l’eau, procédé ultra maîtrisé et utilisé depuis très longtemps. Seul problème, il est plus cher et l’électricité nécessaire pour produire l’électrolyse est rarement d’origine renouvelable. C’est sur l’électrolyse que se concentrent nombres de recherches pour améliorer ses performances, et coupler la réaction avec une électricité d’origine renouvelable. Sur ce point, des matériaux sont développés pour développer une électrolyse « verte », et produire de l’hydrogène décarboné. Coupler un électrolyseur avec un panneau solaire ou une éolienne, voire une centrale nucléaire, est possible. Possible mais extrêmement complexe. C’est pour cela que les chercheurs tentent de trouver des alternatives. Ainsi, des matériaux innovants sont développés pour simplifier le couplage entre une production renouvelable et un électrolyseur, pour produire de l’hydrogène. Evidemment, il faut que ces matériaux soient le moins coûteux possible à produire, pour que la solution développée soit industrialisable.
Côté stockage, les matériaux innovants vont jouer un rôle important dans le développement de solutions technologiques de stockage performantes et adaptées aux enjeux. Sachant que l’hydrogène peut être stocké sous plusieurs formes, les solutions possibles sont nombreuses, mais la recherche a plutôt tendance à travailler sur des matériaux aux propriétés déjà connues, pour adapter leurs performances à des conditions de température et de pression proches de celles de notre environnement.
