Recherche : de nouvelles voies pour l’hydrogène

parue le 08 nov. 2012

Des travaux de chercheurs autour de la molécule H2, communément appelée « hydrogène », ont récemment fait état d’avancées importantes. Celles-ci sont susceptibles de stimuler le développement de ce vecteur énergétique d’avenir.

Des matériaux moins chers pour produire de l’hydrogène

Parmi les différents procédés permettant de produire de l’hydrogène, l’électrolyse de l’eau constitue une voie prometteuse. Elle consiste à décomposer des molécules d’eau en hydrogène et en dioxygène en les soumettant à un courant électrique. Ce procédé présente un intérêt environnemental (pas d’émission de CO2, sous réserve que la source d’électricité soit elle-aussi non carbonée) et une voie pour stocker de l’électricité. Son développement est toutefois freiné à ce jour par son coût (par rapport au procédé de vaporeformage à partir d’hydrocarbures qui permet actuellement de produire l’essentiel de l’hydrogène dans le monde).

Des chercheurs du CEA Saclay, du CNRS et de l’Université Joseph Fournier de Grenoble ont récemment mis au point, pour réaliser des électrolyses, deux matériaux à base de cobalt, un élément susceptible de remplacer le platine (métal noble traditionnellement utilisé, beaucoup plus coûteux que le cobalt). Inspirés par des enzymes d’organismes vivants, les chercheurs ont ainsi développé un premier catalyseur « bio-inspiré » fonctionnant dans des solutions aqueuses à pH neutre.

Le deuxième matériau développé est lui aussi constitué de cobalt, plus précisément de nanoparticules de cobalt enrobées d’un oxo-phosphate de cobalt. Il peut « commuter » entre deux formes qui catalysent la production d’hydrogène ou d’oxygène à partir d’eau à pH neutre. Les chercheurs travaillent actuellement sur un système global de photosynthèse, permettant de produire de l’hydrogène à partir d’une source électrique solaire.

Une feuille de 3 cm3 pour restituer de l’hydrogène

D’autres chercheurs de l’Université de Kyoto associés aux groupes japonais Rohm et Aquafairy, ont récemment réussi à concentrer de l’hydrure de calcium au sein d’une petite feuille de moins de 3 cm3. Chaque feuille permet, au contact de l’eau, de produire approximativement 4,5 litres d’hydrogène. Associé à un chargeur développé par Rohm, une feuille permet ainsi de fournir 5 Wh. Cette quantité peut paraître infime mais elle est suffisante pour recharger un smartphone (en moins de 2 heures selon les chercheurs).

L’intérêt principal de ces feuilles génératrices d’hydrogène réside dans leur compacité et dans leur faculté à générer de l’énergie en tout lieu. Les feuilles ne sont utilisables qu’une seule fois mais ne rejettent pas de CO2. Elles peuvent être conservées 20 ans sans perte d’énergie (soit une durée de vie 4 à 5 fois supérieure à celle de batteries lithium-ion classiques). Une mise en production de ces feuilles génératrices d’hydrogène est envisagée d’ici à avril 2013. Aucune indication sur les prix n’est communiquée par Rohm à l’heure actuelle.

Avec le groupe Kinkei, Rohm et Aquafairy développent également des piles à hydrogène délivrant une plus grande quantité d’énergie pour alimenter des ordinateurs ou des sismomètres. Certaines d’entre elles sont quatre fois plus légères que les batteries traditionnelles pour une même capacité. L’usage de l’hydrogène est ainsi susceptible de s’étendre dans des générateurs d’énergie d’urgence. Avant un développement plus global de la filière hydrogène énergie ?

La feuille génératrice d'hydrogène développée par Rohm sera à nouveau présentée la semaine prochaine lors du salon Electronica à Munich. (©Rohm)

La feuille génératrice d'hydrogène développée par Rohm sera à nouveau présentée la semaine prochaine lors du salon Electronica à Munich. (©Rohm)