L’auteur est un commentateur scientifique
L’hydrogène a longtemps été considéré comme un carburant miracle du futur. Il n’apparaît pas seul dans la nature mais est associé à d’autres éléments dans des composés tels que l’eau et le méthane. L’élément inflammable, qui produit de l’eau lorsqu’il est brûlé, est présenté comme une source potentielle d’énergie propre pour le chauffage, l’utilisation industrielle et agricole et le transport longue distance où l’électrification est difficile.
L’une des façons de la récolter est l’électrolyse, qui utilise l’électricité pour diviser l’eau en ses éléments constitutifs, l’hydrogène et l’oxygène. Aujourd’hui, des chercheurs chinois affirment avoir produit de l’hydrogène en divisant l’eau de mer sans avoir besoin de dessaler ou purifiez-le d’abord, selon un rapport de Chemistry World.
Étant donné que l’eau de mer représente plus de 96 % de l’eau mondiale, cela pourrait constituer une étape importante sur la voie de la production abordable d’hydrogène vert (produit à partir d’énergies renouvelables). « Ce qu’ils ont fait est vraiment très difficile du point de vue de la chimie », explique le professeur Alex Cowan, chercheur sur les carburants durables à l’université de Liverpool au Royaume-Uni, et co-auteur l’année dernière d’une analyse coûts-avantages sur l’électrolyse directe de l’eau de mer. « Cette technologie touche un marché de niche potentiel cela n’a pas été abordé auparavant.
La séparation de l’eau par électrolyse est relativement simple et se fait déjà dans certaines installations de production d’hydrogène ayant accès à une alimentation en eau conventionnelle. Le processus, qui se déroule dans un électrolyseur, sépare électriquement l’hydrogène de l’oxygène et permet de siphonner l’hydrogène. Mais avec l’eau de mer, c’est plus compliqué car le sel et d’autres impuretés peuvent effectivement détruire l’électrolyseur.
Une option consiste à dessaler et purifier l’eau de mer avant de la traiter, mais dans certains contextes, cela peut augmenter les coûts. Une autre option consiste à traiter chimiquement les composants de l’électrolyseur pour éviter la corrosion, mais cela est considéré comme peu pratique.
Aujourd’hui, Heping Xie de l’Université de Shenzhen et Zongping Shao de l’Université Nanjing Tech ont trouvé une solution de contournement. Ils ont séparé l’électrolyseur de l’eau de mer grâce à une membrane imperméable et respirante. Un peu comme un tamis, la membrane empêche autre chose que de la vapeur d’eau pure d’entrer dans l’électrolyseur. Au fur et à mesure que la vapeur d’eau est aspirée et convertie en hydrogène, une plus grande quantité est aspirée de l’eau de mer pour prendre sa place. C’est, ont-ils rapporté récemment dans la revue Nature, un système autosuffisant.
Les scientifiques ont installé un prototype dans la baie de Shenzhen en Chine et ont produit plus d’un million de litres d’hydrogène en 133 jours sans aucune détérioration signalée. « Le faire fonctionner pendant plus de 3 000 heures établit une nouvelle référence en matière de stabilité », déclare Cowan.
Une application potentielle pourrait être l’éolien offshore pour alimenter les électrolyseurs d’eau de mer, l’hydrogène résultant étant transporté vers la terre ferme. Une idée similaire se cache derrière le Projet gigastack dans l’estuaire de Humber, au large des côtes nord de l’Angleterre : l’éolien offshore est utilisé pour alimenter des électrolyseurs, l’hydrogène étant utilisé à la raffinerie de Humber.
L’hydrogène, qui représente environ 2 % du marché mondial de l’énergie, connaît une sorte de renaissance, ayant été soumis au même cycle d’espoir et de battage médiatique qui a caractérisé la recherche sur la fusion nucléaire. Cette dernière technologie progresse à grande vitesse, comme l’a souligné l’annonce de mardi du Lawrence Livermore National Laboratory. confirmer une étape importante en production d’énergie.
Contrairement à la fusion, cependant, la production commerciale d’hydrogène existe déjà, utilisant principalement des combustibles fossiles, tels que l’extraction du méthane. Les grands défis résident dans la mise à l’échelle, la réduction des coûts et la réduction de l’empreinte carbone. Les électrolyseurs actuels, par exemple, fonctionnent au niveau du mégawatt plutôt que du gigawatt. Le Royaume-Uni stratégie hydrogène vise à doubler l’objectif de production d’hydrogène à faible émission de carbone à 10 GW d’ici 2030, comme étape intermédiaire vers le zéro net.
La volonté de verdir l’industrie de l’hydrogène conduit à des paris stratégiques ailleurs. La Tir d’hydrogène Une initiative a été lancée aux États-Unis l’année dernière pour faire baisser le coût de l’hydrogène vert à 1 $ par kilogramme en une décennie. L’UE, dans le cadre de sa stratégie hydrogène, a un plan décennal de construction d’infrastructures hydrogène, y compris des réseaux de transport et une station-service. Le bloc espère également que l’hydrogène vert pourra remplacer le gaz naturel dans les industries polluantes comme la production d’acier.
Le plus important, peut-être, c’est que le coût de l’énergie renouvelable nécessaire à la production d’hydrogène vert est en baisse. Il faudra peut-être encore une décennie pour séparer l’espoir du battage médiatique, mais, pour l’instant, la flamme d’un avenir plus propre et alimenté à l’hydrogène brille de mille feux.