De nombreux scientifiques envisagent l’hydrogène (H2), comme la solution à nos problèmes énergétiques et climatiques. L’hydrogène est présenté comme l’énergie propre du futur. L’Agence internationale de l’énergie l’a assuré en 2019, l’hydrogène doit jouer un rôle clé dans la transition énergétique. Associé à une pile à combustible, il apparaît en effet sans émission locale de CO2. Mais le bilan de son utilisation n’est pas aussi simple. Pour l’hydrogène, comme pour toutes les autres solutions, il faut peser les avantages et les inconvénients et veiller à une mise en œuvre durable. Dans sa mise en œuvre, il est fondamental de réduire au maximum les risques de fuites de ce gaz dans l’atmosphère, car l’hydrogène pourrait s’avérer bien plus néfaste au climat que le dioxyde de carbone (CO2).
« Le carburant solaire », c’est la formule qu’a choisi Alan W. Weimer, professeur au département de génie chimique et biologique de l’Université du Colorado[1] pour parler d’un hydrogène vert produit grâce à l’énergie solaire. Cette méthode l’approche « thermochimique » permet de décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène gazeux. Traditionnellement, cette décomposition est faite par électrolyse et demande de considérables dépenses énergétiques. Néanmoins, ce procédé permet de produire de l’hydrogène en quantité, ce qui n’était, jusqu’à présent, pas le cas de la méthode thermochimique. Alan Weimer et une équipe de chercheurs ont démontré dans un article publié dans la revue Joule[2] qu’il était possible d’appliquer cette fameuse méthode sous des pressions très élevées, en utilisant des matériaux à base d’aluminate de fer, à la fois abondant et peu coûteux. Leur découverte a permis de doubler leur production d’hydrogène. Une découverte qui pourrait ouvrir la voie d’une production d’hydrogène plus vertueuse et commercialement viable, utile notamment dans le domaine des transports et de la sidérurgie.
[1] https://www.colorado.edu/chbe/alan-w-weimer
[2] Joules – « Pressure-enhanced performance of metal oxides for thermochemical water and carbon dioxide splitting » Justin T. Tran, Kent J. Warren, Dragan Mejic, Dana S. Hauschulz, Carter Wilson, Alan W. Weimer. DOI:https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.07.016. Extract : « Summary – The thermochemical dissociation of water and/or carbon dioxide over a reduced metal oxide has long been thought to be independent of total pressure, as the number of moles of gaseous reactants (i.e., H2O and/or CO2) and gaseous products (i.e., H2 and/or CO) is equal. In this study, however, through careful experimentation, we conclusively demonstrate that in an open system—where product gases are swept away from the reaction site—operating at elevated pressures improves both the equilibrium extent and rate of the aforementioned equimolar oxidation reaction. These findings have important implications for the viability of commercial systems, as the discovery of a temperature-independent technique for increasing reactant conversion not only enables the use of more earth-abundant materials but may also finally facilitate the development of a process for the production of green hydrogen (or syngas) that is both practical and efficient. » https://www.cell.com/joule/abstract/S2542-4351(23)00314-8?
Lire la suite le 1er mai 2024