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Vers une production de l’hydrogène à moindre coût

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L’hydrogène dispose d’atouts qui pourrait lui permettre, à plus ou moins long terme, de suppléer les énergies fossiles et répondre ainsi à l’essentiel des besoins énergétiques de la planète. Cet élément chimique est en effet plus énergétique que le pétrole ou le gaz naturel.

Qui plus est, il est non polluant et non toxique. Néanmoins, si l’atome d’hydrogène, liée à l’oxygène, est très abondant sous forme d’eau, les molécules d’hydrogène, elles, ne se trouvent pas à l’état pur. Pour les chercheurs, le défi est donc de parvenir à produire de l’hydrogène, sans dégagement de dioxyde de carbone. Certes, l’électrolyse de l’eau, totalement maîtrisée, apparaît comme l’une des solutions d’avenir. Cela dit, elle présente un inconvénient de taille, son rendement qui ne dépasse pas 80%, mais aussi son coût de production trop élevé et l’utilisation de matériaux polluants, voire dangereux.

C’est dans ce contexte que, dès 2004, quatre laboratoires du CNRS [1] se sont associés aux entreprises AREVA NP, filiale du groupe AREVA, et SCT, l’un des leaders mondiaux dans l’association métal-céramique, dans le cadre d’un programme de recherche visant à produire massivement de l’hydrogène sans émission de gaz à effet de serre. Chauffer, telle est la solution pour obtenir de l’hydrogène par électrolyse de l’eau avec un meilleur rendement. Deux voies sont alors possibles : la première, "traditionnelle", qui utilise la conduction par ions O2-, et la seconde qui s’appuie sur la circulation des protons (ions H+). Ces scientifiques ont opté pour la seconde voie, celle-ci nécessitant des températures plus faibles, de l’ordre de 600° C. A une telle température, une bonne conductivité des protons peut être envisagée, tout en utilisant des matériaux peu onéreux et fiables.

Après avoir conçu un dispositif permettant d’étudier in situ les matériaux constituant l’électrolyseur, et mis au point deux électrolyseurs instrumentés, cette équipe a pu déterminer avec précision les conditions requises pour obtenir de l’hydrogène en grande quantité et de façon fiable. Ainsi le fait d’effectuer l’électrolyse sous pression, entre 50 et 100 bars, a amélioré les principaux paramètres des électrolyseurs. Les premiers essais ont permis d’atteindre des quantités d’hydrogène notables, avec un niveau de courant bien supérieur aux résultats obtenus jusqu’alors par leurs concurrents travaillant sur la cette même filière protonique. Autre résultat positif : l’abaissement de près de 200° C de la température de fonctionnement par rapport à la solution utilisant la conduction par ions O2-. Enfin, en permettant l’usage d’alliages commerciaux, cette technologie, aujourd’hui protégée par un brevet, diminue le coût de l’hydrogène produit. Reste à présent à perfectionner le dispositif développé.

[1] Institut Européen des Membranes (CNRS/Université de Montpellier/ENSCM), Laboratoire de Plasticité, Endommagement et Corrosion des Matériaux (CNRS/Ecoles des Mines de Saint-Etienne), Laboratoire de Dynamique, Interactions et Réactivité (CNRS/UPMC), Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques (CNRS).

BE France numéro 226 (19/05/2009) – ADIT / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59167.htm


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    12 Commentaires sur "Vers une production de l’hydrogène à moindre coût"

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    Tartempion
    Invité

    Voila déjà 15 jours que que nous avons reçu cette info via le BE, vous l’aviez laissé passer  ?

    Denlaf
    Invité
    Pour Tartempion : On peut se permettre de publier une telle nouvelle à 2 reprises, on risque ainsi de sensibiliser une plus grande proportion de la population. Bien sûr que l’électrolyse de l’eau serait LA SOLUTION. Cependant, pour que celà advienne, il faudra réduire les coûts reliés à ce procédé. C’est évident que les énergies renouvelables à plus faibles coûts de revient seront priorisées…rien de plus normal. Pour l’heure l’éolien semble avoir une longueur d’avance, le solaire photovoltaïque progresse bien (tellement bien que je suggère d’attendre un peu avant d’investir massivement dans cette technologie), voyons maintenant comment va progresser le… Lire plus »
    Olivier2009
    Invité

    Même avec un rendement de 100% au niveau de l’électrolyse, le rendement global de la chaîne hydrogène (compression, tranport, stockage, pile à combustible etc.) resterait médiocre. En négligeant ce rendement global, cet article induit le lecteur en erreur.  

    marcob12
    Invité
    Il n’y a pas d’hydrogène sur ou sous terre, combien de fois faudra-t’il le redire ? Du pétrole ou du gaz, il y en a. On peut produire H2 (par électrolyse par ex). On peut produire (et stocker) CH4 bien plus facilement ou des hydrocarbures. A l’examen la plupart des utilisations concevables semblent se dérober progressivement pour l’hydrogène, du transport aérien au stockage d’excédents électriques en passant par le secteur automobile. Le concernant il semble déjà clair qu’il vaut mieux envoyer 100% de l’électricité dans le réseau vers des batteries, que s’amuser à électrolyser l’eau puis stocker H2 puis transporter… Lire plus »
    fredhu
    Invité
    Si j’ai tendance à ne jamais mettre aveuglément 100 % de ma confiance dans un produit A ou une énergie B, il n’en reste pas moins que je tente de reconnaitre les défauts mais aussi les avantages de chacune de ces technlogies, et de les « peser » face aux autres alternatives. Quand Marcob12 écrit que l’on peut produire (et stocker) du CH4 (et des hydrocarbures !) bien plus facilement, je le supplie qu’il nous explique comment faire ! Quant à « du pétrole ou du gaz, il y en a », certes, mais jusqu’à quand, et à quel prix ? Autant que je… Lire plus »
    Tartempion
    Invité
    Certes, il vaut mieux envoyer directement dans des batteries, mais pour le moment elles sont très lourdes et sont pour le moment inadaptées à   » l’automobilité « , et aux transports nécessitant de la puissance…..   Par contre dès la fin de période d’amortissement principal, l’électricité propre et renouvelable éolienne va coûter 3 ç / kw, donc faire de l’H² 100% clean ne sera plus un problème, et permettra de finir notre civilisation  » explosion  » jusqu’à l’arrivée des PAC…….. attention, chaque éolienne d’aujoud’hui est un derrick de demain……….. et entre toutes les énergies disponibles, qui arrivent en même temps que la super HQE, il… Lire plus »
    marcob12
    Invité
    Je pensais que mon opinion était claire. Il n’y a pas de gisements d’hydrogène sur Terre à exploiter, il faut le produire en totalité. Il y a du gaz (via les hydrates de gaz) pour sans doute plusieurs siècles par ex. L’électrolyse de l’eau ne pose aucun problème, en dehors du coût avec les sources d’énergies présentes. Malheureusement l’hydrogène ne se stocke pas aussi facilement que le méthane ou les  hydrocarbures liquides. C’est la plus petite molécule qui exige des matériaux sans aucune fissure ni porosité. Difficile de songer à des « hydroducs » pour le transporter. Stockée via des hydrures par… Lire plus »
    fredhu
    Invité
    Merci pour ces explications ! Comme d’habitude, je n’ai pas une préférence pour l’hydrogène plus que pour le nucléaire ou que pour n’importe quelle autre énergie, il s’agit d’abord pour moi de tenter de corriger les « dérives » que l’on voit parfois exprimée par certaines opinions à l’emporte-pièce, ou les « demies-vérités » comme dans votre commentaire. Et je préfère me faire l’avocat du diable plutôt que de jeter la pierre parce que mon voisin la jette aussi … Je pense que nous sommes tous d’accord, l’hydrogène souffre d’un problème (mais est-il insurmontable ?) de stokage. Si nos savants réussissent à mettre au… Lire plus »
    marcob12
    Invité
    Sur un seul point : on peut faire jouer au méthane le rôle « matière » du pétrole (son rôle énergétique étant appelé à disparaître d’ici un siècle), car à partir de CH4 on a une voie royale pour aboutir à de très nombreux matériaux (plastiques par ex). Par ailleurs, l’hydrogène dans l’aviation semble à écarter pour longtemps (on fabrique déjà du carburant via la biomasse, le gaz et le charbon), le CH4 serait  une possibilité de filière de conversion. Je crois que nous allons assister en un demi-siècle à la mise à mort du moteur thermique, je ne pensais pas à… Lire plus »
    fredhu
    Invité
    Je pense qu’on dit presque la même chose, mais avec des mots différents ! 😉 J’essaye d’être clair: – l’hydrogène à l’état naturel n’existe pas sur Terre, il faut donc dépenser de l’énergie pour en produire (mais ce qui est vrai également du pétrole, on oublie sans doute tout ce que cela nécessite comme infrastructures et traitements pour arriver au stade fuel domestique, par exemple, et le CH4 n’échappera pas non plus à cette régle), – un pile à combustible utilise du H2 et l’oxygène de l’air pour produire des électrons au travers d’une « hydrolyse inverse » (pour faire très simple),… Lire plus »
    Camelia
    Invité

    SRX VOUS AVEZ TLM APS DE VIE D’EXPLIQUER AU MONDE HAHAHAHHA XD EN2K MERCI QUAND MEME PCQ LUNDI JDOIS REMETTRE MON ESSAI EN CHIMIE LOL ET SA MAIDE VRMT VOS SHIT SO VAGIN VAGIN 😀 BTW CHUI FLEXIBLE 😉

    Hno4;)
    Invité

    Hey, t flexible? sa m’interesse que tu epreuve un interet pour la chimie.. c pour kan ma tete bebe? 😉

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