De nulle part : le nouveau solaire

Les chercheurs affirment que leur prototype produit de l'hydrogène d'une pureté supérieure à 99 % et fonctionne dans un air aussi sec que 4 % d'humidité relative.

Les chercheurs ont créé un appareil alimenté par l’énergie solaire qui produit de l’hydrogène directement à partir de l’humidité de l’air.

Selon ses inventeurs, le prototype produit de l'hydrogène d'une pureté supérieure à 99 % et peut fonctionner dans un air aussi sec que 4 % d'humidité relative. Le dispositif permettrait de produire de l’hydrogène sans émissions de carbone, même dans les régions où l’eau sur terre est rare, affirment-ils.

L’hydrogène est un carburant sans carbone qui ne produit que de l’eau comme sous-produit lorsqu’il est utilisé dans les piles à combustible. Cependant, l’hydrogène pur n’est pas abondant dans la nature et sa production nécessite un apport énergétique. La production à grande échelle implique généralement des combustibles fossiles qui génèrent des émissions de carbone.

L'auteur principal de l'étude et maître de conférences en génie chimique à l'Université de Melbourne, le Dr Gang Kevin Li, a déclaré que le dispositif de production d'hydrogène pourrait être alimenté par l'énergie solaire ou éolienne.

Un prototype a produit de l’hydrogène pendant plus de 12 jours consécutifs lors d’un essai surveillé. « [Pour] l’un d’entre eux, nous l’avons laissé fonctionner tout seul pendant huit mois », a déclaré Li.

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Le dispositif est composé d’un matériau spongieux avec un liquide hygroscopique – un fluide qui absorbe l’humidité de l’air, dont la fonction est similaire à celle des sachets de gel de silice. Les molécules d'eau absorbées sont ensuite divisées au niveau des électrodes en gaz hydrogène et oxygène, un processus connu sous le nom d'électrolyse.

« L’hydrogène est l’énergie propre par excellence… tant que vous disposez de sources d’énergie renouvelables pour électrolyser l’eau », a déclaré Li.

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On estime que l’appareil produit jusqu’à 93 litres d’hydrogène par mètre carré et par heure. « Si vous disposez de 10 mètres carrés de cette unité, vous pouvez alimenter une maison entière… pour remplacer votre consommation de gaz naturel pour la cuisine et le chauffage », a déclaré Li.

Les prototypes sont encore de petite taille et l'équipe prévoit de créer des unités de 1 mètre carré et de 10 mètres carrés au cours de l'année à venir.

Les chercheurs envisagent que l’appareil pourrait être un outil utile dans les régions où l’eau liquide n’est pas facilement disponible pour produire de l’hydrogène. « De grandes régions du monde connaissent des problèmes de pénurie d'eau », a déclaré M. Li. «Lorsque vous disposez de beaucoup d'énergie renouvelable – éolienne ou solaire – vous n'avez [souvent] pas beaucoup d'eau douce pour ce type de production d'hydrogène.»

Le Dr Kim Beasy du Victorian Hydrogen Hub de l'Université de Swinburne, qui n'a pas participé à la recherche, a déclaré que l'hydrogène, bien qu'important, n'était pas une solution miracle pour atteindre le zéro net. « Nous commençons à comprendre que l'hydrogène ne sera qu'une pièce du puzzle », a-t-elle déclaré.

« Cela va nous donner une orientation pour nous sortir de certains secteurs assez difficiles à atténuer, comme celui des transports. Nous n’avons pas d’alternative au diesel pour le moment… l’hydrogène est une très bonne option.

Les économies d’échelle requises « n’allaient probablement pas être atteintes dans l’immédiat avec de l’hydrogène propre », a déclaré Beasy, citant le prix élevé des électrolyseurs à hydrogène conventionnels. « Ce dont nous avons réellement besoin, c’est d’un plus grand soutien et de subventions gouvernementales pour réduire le coût de mise en œuvre de cette technologie. »

L'étude a été publiée dans la revue Nature Communications.

Cet article a été modifié le 14 septembre 2022 pour préciser que l'hydrogène ne produit que de l'eau comme sous-produit lorsqu'il est utilisé dans les piles à combustible. Lorsqu'il est brûlé dans l'air, il produit également des oxydes d'azote.