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Vers une production massive et économique d'hydrogène, carburant écologique du futur ?

Publié le 12 avril 2009 par Benjamin Tolman
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Paru le 2009-04-12 14:01:00 | 77 lectures

France - L'hydrogène est une solution pour répondre aux actuels défis énergétiques. Afin de produire ce carburant du futur, l'électrolyse de l'eau figure parmi les filières "écologiques" les plus prometteuses. Problème : son rendement. Or, des chercheurs de quatre laboratoires du CNRS viennent, pour la première fois, de produire de l'hydrogène en quantité notable par une nouvelle technologie innovante. Celle-ci pourrait, dans un avenir proche, être développée à grande échelle et fournir de l'hydrogène, à moindre coût et sans émission de gaz à effet de serre.

Plus énergétique que le pétrole ou le gaz naturel, non polluant et non toxique, l'hydrogène pourrait progressivement suppléer les énergies fossiles et répondre à l'essentiel de nos besoins énergétiques. Problème : si l'atome d'hydrogène, lié à l'oxygène, est très abondant sous forme d'eau, les molécules d'hydrogène, elles, ne se trouvent pas à l'état pur. Le défi auquel s'attellent les chercheurs est donc de produire de l'hydrogène, sans dégagement de dioxyde de carbone. Pour cela, l'électrolyse de l'eau, c'est-à-dire sa décomposition en hydrogène (H) et oxygène (O), est l'une des solutions envisagées. Aujourd'hui maîtrisée, cette technique présente toutefois des inconvénients majeurs : son rendement ne dépasse pas 80 %, son coût de production est trop élevé et certains matériaux utilisés sont polluants, voire dangereux.
Pour obtenir de l'hydrogène par électrolyse de l'eau avec un meilleur rendement, il faut chauffer cette dernière. Deux voies sont alors possibles : la plus "traditionnelle" utilise la conduction par ions O2- tandis que la seconde s'appuie sur la circulation des protons (ions H+). Principal avantage de la voie protonique : 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.
Ils ont mis au point deux électrolyseurs équipés de capteurs de température, de pression... et ont ainsi pu déterminer avec précision les conditions requises pour obtenir de l'hydrogène en grande quantité et de façon fiable. L'une de leurs idées novatrices a été d'effectuer l'électrolyse sous pression (entre 50 et 100 bars). Et elle s'est révélée efficace : en effet, les principaux paramètres des électrolyseurs s'en sont trouvés améliorés.
Les premiers essais effectués ont permis d'atteindre des quantités d'hydrogène notables, avec un niveau de courant bien supérieur à ce qui avait été fait précédemment. De plus, cette nouvelle technologie abaisse de près de 200°C la température de fonctionnement requise. Un dernier atout : en permettant l'usage d'alliages commerciaux, elle diminue le coût de l'hydrogène produit. Ce résultat, prometteur et capital pour l'avenir économique de la filière hydrogène, laisse espérer le développement de technologies rentables et économiques. Même si avant de produire de l'hydrogène massivement et à bas coût, des efforts sont encore nécessaires. Un travail de perfectionnement du dispositif est d'ores et déjà envisagé.


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