La production d’hydrogène vert pourrait doubler grâce à un procédé innovant

Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode efficace pour produire de l’hydrogène vert ou du syngas vert, précurseur de carburants liquides. Ces résultats pourraient ouvrir la voie à une utilisation plus durable de l’énergie dans des secteurs comme les transports, la sidérurgie ou la production d’ammoniac.

Cette nouvelle étude, publiée dans la revue Joule, porte sur la production d’hydrogène ou de syngas, un mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone pouvant être converti en carburants comme l’essence, le diesel ou le kérosène.

L’équipe de l’université du Colorado jette les bases de ce qui pourrait être la première méthode commercialement viable pour produire ce combustible, entièrement à partir d’énergie solaire. Cela pourrait aider les ingénieurs à générer du syngas de manière plus durable.

Le groupe était dirigé par Al Weimer, professeur au département de génie chimique et biologique.

« La façon dont j’aime voir les choses, c’est qu’un jour lorsque vous irez à la pompe, vous aurez par exemple les options sans plomb, super sans plomb et éthanol, ainsi qu’une option supplémentaire qui serait le carburant solaire, où le carburant est dérivé de la lumière du soleil, de l’eau et du dioxyde de carbone« , explique Kent Warren, l’un des deux auteurs principaux de la nouvelle étude.

Une approche thermochimique

Traditionnellement, les ingénieurs produisent de l’hydrogène par électrolyse, en utilisant de l’électricité pour séparer les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène. L’approche « thermochimique » de l’équipe, en revanche, utilise la chaleur générée par les rayons solaires pour réaliser ces mêmes réactions chimiques. Les méthodes peuvent également diviser les molécules de dioxyde de carbone prélevées dans l’atmosphère pour produire du monoxyde de carbone.

Des scientifiques avaient déjà montré qu’une telle approche pour produire de l’hydrogène et du monoxyde de carbone était possible, mais qu’elle pourrait ne pas être suffisamment efficace pour produire du syngas de manière commercialement viable.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont démontré qu’ils pouvaient effectuer ces réactions à des pressions élevées, en utilisant notamment des matériaux à base de ferro-aluminate, relativement bon marché et abondants sur Terre. Ces pressions plus élevées ont permis à l’équipe de plus que doubler sa production d’hydrogène.

En synthèse

Cette nouvelle méthode de production d’hydrogène vert et de syngas vert par une approche thermochimique à haute pression semble prometteuse. Elle pourrait ouvrir la voie à des carburants plus durables pour certains secteurs clés. Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour confirmer la viabilité commerciale de cette technologie.

Pour une meilleure compréhension

Quel est l’intérêt de produire de l’hydrogène vert ?

L’hydrogène vert est un combustible qui peut être produit de manière durable à partir d’énergie solaire et d’eau. Il pourrait remplacer les carburants fossiles dans certains usages et réduire les émissions de CO2.

En quoi cette nouvelle méthode est-elle innovante ?

Elle utilise une approche thermochimique à haute pression et des matériaux spécifiques pour augmenter le rendement de production d’hydrogène. Cela pourrait la rendre compétitive par rapport aux méthodes traditionnelles.

Quels sont les défis à relever ?

Il faut encore confirmer la viabilité économique de cette technologie et son passage à une plus grande échelle. L’approvisionnement en matières premières et en énergie solaire doit aussi être pris en compte.

Quelles sont les prochaines étapes ?

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour optimiser le procédé et le tester dans des conditions réelles avant un éventuel déploiement commercial. L’intégration aux infrastructures existantes doit aussi être étudiée.

Article : « Pressure-enhanced performance of metal oxides for thermochemical water and carbon dioxide splitting » – DOI : 10.1016/j.joule.2023.07.016