Une équipe de chercheurs vient de découvrir un moyen d’extraire de grandes quantités d’hydrogène à partir de plantes, une percée qui aurait le potentiel d’apporter une source d’énergie renouvelable pour un coût relativement faible.
« Notre nouveau processus pourrait aider à mettre fin à notre dépendance aux combustibles fossiles« , a déclaré YH Percival Zhang, professeur en génie des systèmes biologiques, « l’hydrogène étant l’un des carburants renouvelables les plus prometteurs. »
L’équipe de Virginia Tech a indiqué avoir réussi à extraire le xylose, un sucre végétal très abondant, afin de produire une grande quantité d’hydrogène qui, auparavant, restait juste théoriquement accessible. La méthode développée aurait même la particularité de s’appliquer à toutes les sources biomasses.
Cette nouvelle méthode de production d’hydrogène utiliserait non seulement des ressources naturelles renouvelables, mais ne libèrerait pratiquement pas de gaz à effet de serre, et ne nécessiterait pas de métaux coûteux et lourds.
Pendant sept ans, l’équipe de Pr Zhang a axé ses recherches sur des moyens non traditionnels pour produire de l’hydrogène à haut rendement et à faible coût, en particulier dans la combinaison d’enzymes. Le procédé permet de libérer de l’hydrogène d’une grande pureté dans des conditions de réaction à 50°C et à pression atmosphérique normale.
Les biocatalyseurs sont pourvus d’un groupe d’enzymes artificiellement isolé de micro-organismes qui se développent à des températures extrêmes, dont certains pourraient croître au point d’ébullition de l’eau.
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Les chercheurs ont sélectionné le xylose car il comprend moins de 30% de parois cellulaires. Mais malgré son abondance, l’utilisation du xylose pour libérer l’hydrogène reste limitée. Les micro-organismes naturels ou artificiels que la plupart des scientifiques utilisent dans leurs expériences sont dans l’incapacité de produire de l’hydrogène pur parce que ces micro-organismes croissent et se reproduisent au lieu de diviser les molécules d’eau.
Les scientifiques du Virginia Tech ont donc séparé un certain nombre d’enzymes à partir de micro-organismes indigènes pour créer une combinaison spécifique inexistante en tant que telle dans la nature. Les enzymes, lorsqu’ils sont combinés avec du xylose et un polyphosphate, sont capables de relâcher un volume sans précédent d’hydrogène, d’où une production environ trois fois plus importante que les procédés classiques.
Fait intéressant, l’énergie stockée dans les molécules d’eau se sépare du xylose, ce qui donne un atome d’hydrogène de haute pureté capable d’être directement utilisé par les piles à combustible à membrane d’échange de protons.
Encore plus attractif, comme cette réaction a lieu à basse température, la production d’énergie d’hydrogène est supérieure à l’énergie chimique stockée dans le xylose et le polyphosphate. Il en résulte une efficacité énergétique de plus de 100% – un gain net d’énergie. Cela signifie que pour la première fois, la chaleur résiduelle à basse température peut être utilisée pour produire de l’énergie. D’autres procédés transforment le sucre en biocarburants comme l’éthanol et le butanol, mais l’efficacité énergétique demeure inférieure à 100%, ce qui entraîne une perte d’énergie.
Le marché de l’hydrogène est aujourd’hui d’environ 100 milliards de dollars. Comme l’hydrogène reste majoritairement extrait à partir du gaz naturel, le procédé de fabrication reste coûteux et génère une grande quantité de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre. L’industrie utilise également le plus souvent de l’hydrogène pour fabriquer des engrais à base d’ammoniac et des produits raffinés dans la pétrochimie.
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Merci pour le lien. Les spécialistes du domaine apprécieront pour un approfondissement certain. Ce que le spectre large d’Enerzine ne permet pas. Cordialement La rédaction
Quelqu’un pourrait traduire l’article ? c’est un cocktail d’enzyme qui transforme la xylose des végétaux en hydrogène ? et çà serait tellement efficace qu’on pourrait fabriquer des genres de piles à combustibles bon marché, sans les catalyseurs palladium et cie ? juste de l’eau du sucre et les enzymes ? quelle densité d’énergie ? est ce que çà libère suffisamment fortement pour alimenter un véhicule électrique ? le rendement est meilleur par rapport à la biomasse classique ? çà simplifie les installations biomasse ? est ce que çà peut avantager le négawatt ? quelle est la quantité d’énergie de biomasse potentielle en france non exploitée ? si vous avez d’autres questions surtout les réponses n’hésitez pas.
il est cependant loin d’être abouti. Le pr zhang a simplement trouvé le moyen de transformer le xylose en co2 + hydrogène à parrtir d’un coktail d’enzymes. c’est intéressant car au lieu de stocker l’hydrogène sous pression on peut le stocker sous forme de xylose(un sucre que l’on peut comme l’étanol produire à partir de la biomasse . Ce processus est cependant complexe , une température trop importante peut stopper la réaction , la réaction peut s’embaler et produire plus que nécessaire , les enzymes sont fragiles et peuvent s’abimer . comment pratiquer recyclage et évacuation des éventuels sous produits de la réaction qui passe sans doute par le cycle de krebs (acide acetique , acide malique, acide fumarique, pyruvate …) ? Bref le temps est encore loin avant que vous puissiez produire de l’hydrogène à la demande pour alimenter votre moteur de voiture et alimenter votre pile à combustible. Il est pour l’instant plus facile de faire tourrner les piles à combustible avec du métanol voire de l’étanol qui est reformé en direct dans la pile à combustible avec un rendement qui est certes relativement médiocre mais dont le processus est actuellement trés bien maitrisé.
C’est un superbe projet, en effet. Par contre, un peu de sérieux scientifique ne ferait pas de tort : un rendement énergétique de 100 % ou plus est totalement impossible !