Des chercheurs ont synthétisé de l'hydrogène à partir d'eau de mer

11 octobre 2020 à 14h28
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Des chercheurs de l’Université d'État de Pennsylvanie sont parvenus à produire du dihydrogène à partir de l’eau de mer.

La filière de l’hydrogène, considérée par certains comme une alternative sérieuse aux carburants fossiles, doit encore explorer de nouvelles voies de production pour être vertueuse. Si cette nouvelle technique ne résout pas le problème de la production d’électricité nécessaire à l’électrolyse, elle a au moins le mérite d’exploiter une source d’eau très abondante.

Le principal défaut de l’eau de mer : son sel !

Totalement propre au moment de sa combustion, l’hydrogène (appelé dihydrogène dans sa forme gazeuse) pourrait devenir une source d’énergie majeure dans les prochaines décennies ; cependant, la manière de le produire est aujourd’hui le principal obstacle à son expansion. En effet, cette molécule est très peu présente à l’état gazeux dans notre atmosphère ; il faut donc l’extraire d’autres molécules. Pour cela, plusieurs méthodes sont utilisées. Actuellement, la quasi-totalité de l’hydrogène produit (90 % environ) l’est à partir d’énergies fossiles ; pas très écolo ! Mais d’autres alternatives existent, notamment l’électrolyse de l’eau.

Ce procédé consiste à faire passer un courant électrique à travers les molécules d’eau, lequel sépare hydrogène et oxygène. En elle-même, cette technique n’est pas polluante et n’émet pas de CO2. Seulement, elle requiert beaucoup d’’électricité, cette dernière n'étant pas toujours issue d’énergies propres, loin de là.

Son autre faille concerne directement la ressource hydrique. L’eau douce étant de plus en plus précieuse, la détourner pour produire de l’hydrogène n’est pas idéal. En revanche, utiliser de l’eau salée, très abondante, pourrait être une bonne alternative. Pour l’instant, ce processus n’est que peu utilisé. Et pour cause : le sel doit impérativement être retiré de l'eau avant l’électrolyse, sans quoi les ions chlorure se transformeraient en chlore gazeux toxique, nocifs à la fois pour les équipements et l’environnement. En outre, la désalinisation est un processus coûteux. Par conséquent, l’eau de mer n’a pour l’instant pas suscité beaucoup d’engouement en matière de production d’hydrogène.

Mais des chercheurs de l’Université d'État de Pennsylvanie souhaitent tout de même explorer cette voie : ils ont réussi à produire de l’hydrogène à partir d’eau de mer.

Un procédé prometteur mais toujours très dépendant de la production d’électricité

Bruce Logan, professeur d'ingénierie environnementale et professeur à l'Université de Pennsylvanie, résume : « L'hydrogène est un excellent carburant, mais il faut le fabriquer. La seule façon durable de le faire est d'utiliser des énergies renouvelables et de les produire à partir de l'eau. Vous devez également utiliser l'eau que les gens ne veulent pas utiliser pour d'autres choses, et ce serait l'eau de mer. Ainsi, le saint graal de la production d'hydrogène serait de combiner l'eau de mer et l'énergie éolienne et solaire que l'on trouve dans les environnements côtiers et offshore ».

Afin de se débarrasser du sel, l'équipe a substituées aux membranes échangeuses d’ions typiques des électrolyseurs de très fines membranes semi-perméables héritées du système d’osmose inverse. Ces membranes s'intercalent entre les deux électrodes immergées ; près de l’anode, les molécules d’eau se divisent et libèrent des ions hydrogènes (protons) ; puis ces derniers s’acheminent vers la cathode en traversant la membrane et se combinent aux électrons pour former du dihydrogène.

Bruce Logan explique : « L’idée est d'exercer une pression très élevée sur l’eau et pour la pousser à travers la membrane tout en gardant les ions de chlorure derrière ».

Mais, comme le rapporte Bruce Logan plus haut, cette électrolyse à base d’eau de mer ne sera réellement pertinente qu’une fois associée à de l’électricité « verte ».

Source : HydrogenFuelNews

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