L’hydrogène vert est considéré comme un élément indispensable de la transition énergétique mondiale, mais sa production se heurte encore à d’énormes obstacles économiques et environnementaux. Par exemple, le procédé prometteur d’électrolyse PEM (membrane échangeuse de protons), particulièrement adapté à la production d’hydrogène vert lorsque l’approvisionnement en électricité des éoliennes et des systèmes photovoltaïques fluctue, reste très coûteux par rapport à la production utilisant des combustibles fossiles. La durabilité doit également être examinée de près. En effet, ce procédé repose sur des substances dangereuses pour l’environnement comme les composés perfluorés (PFAS), que l’UE souhaite bannir prochainement. Ces inconvénients doivent être éliminés dans le cadre du projet européen SUPREME.
Au cours des trois prochaines années, une équipe internationale dirigée par l’Université du Danemark du Sud avec la participation de l’Université de Technologie de Graz (TU Graz) mènera des recherches sur une technologie d’électrolyse sans PFAS et hautement efficace qui nécessite également beaucoup moins de matières premières critiques comme l’iridium et qui est donc bien plus rentable.
Une étape importante vers la transition verte
« L’hydrogène est utilisé comme matière première en très grande quantité, et cela continuera à augmenter à l’avenir. Cela inclut la production d’ammoniac, la production de méthanol et l’industrie sidérurgique », explique Merit Bodner de l’Institut de génie chimique et de technologie environnementale de la TU Graz. « Si nous parvenons à éviter l’utilisation de substances nocives dans la production d’hydrogène vert et que nous pouvons également le ramener à un niveau de prix similaire à celui de l’hydrogène fossile en termes économiques, nous aurons fait un pas important vers la transition verte. Cela le rend également plus attractif pour d’autres applications, comme le stockage de l’énergie excédentaire des renouvelables. »
Le rôle de la TU Graz est d’une importance centrale dans ce projet. L’équipe de Merit Bodner évalue quels matériaux alternatifs sans PFAS sont disponibles commercialement et analyse leur comparaison avec les normes industrielles actuelles. Une attention particulière est portée à savoir si les matériaux plus durables sont aussi résistants et efficaces en fonctionnement industriel continu pour servir de remplacement à part entière. L’utilisation de ces alternatives pour la synthèse des membranes est étudiée par le Conseil turc de la science et de la technologie TÜBITAK, qui développe la prochaine génération de membranes microporeuses sans PFAS.
Réduire et recycler l’iridium
L’Université du Danemark du Sud et la société britannique de métaux et catalyseurs Ceimig mènent des recherches sur la façon de réduire jusqu’à 75 % l’utilisation du métal coûteux du groupe du platine, l’iridium. En outre, cette équipe souhaite développer des procédés permettant de recycler environ 90 % de l’iridium encore nécessaire. L’institut de recherche allemand Fraunhofer ISE produit les unités d’électrodes à membrane, tandis que la société norvégienne de l’hydrogène Element One Energy AS (EoneE) développe un nouveau type d’électrolyseur rotatif.
Cette recherche a été financée par le CETPartnership, le Partenariat pour la transition vers une énergie propre dans le cadre de l’appel conjoint 2024 pour des propositions de recherche, cofinancé par la Commission européenne (GA N°101069750) et avec les organismes de financement détaillés sur https://cetpartnership.eu/funding-agencies-and-call-modules.
Source : Tugraz
