Des scientifiques de deux laboratoires de l’EPFL ont développé une technologie bon marché et évolutive qui permet d’améliorer la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau.
En remplaçant le catalyseur en platine par du molybdène, ils parviennent à faire baisser le coût des cellules photoélectrochimiques.
L’énergie solaire semble être la seule forme d’énergie renouvelable susceptible d’être exploitée à hauteur des besoins croissants du monde. Il est cependant tout aussi essentiel de la stocker avec efficacité pour garantir un apport énergétique suffisant lorsque la lumière du soleil se fait rare. Pour cela, il est possible d’utiliser l’énergie solaire afin de dissocier l’eau en hydrogène et oxygène, puis de récupérer cette énergie en brûlant l’hydrogène dans une pile à combustible. Un article de Nature Communications explique comment des chercheurs de l’EPFL ont réussi à créer un système solaire d’électrolyse aqueuse à la fois évolutif et efficace en utilisant du matériel peu onéreux.
Si les cellules photovoltaïques restent l’une des meilleures techniques pour s’approvisionner en énergie renouvelable, les appareils utilisés aujourd’hui ne permettent pas d’en produire régulièrement car la lumière du jour varie d’un lieu et d’une heure à l’autre. Une solution susceptible de présenter un rendement régulier tout en générant une pollution minime consisterait en un système qui stocke l’énergie sous la forme d’hydrogène pour pouvoir l’utiliser dans un second temps.
L’électrolyse aqueuse photoélectrochimique est la méthode la plus durable de production d’hydrogène. L’énergie solaire sert alors à décomposer les molécules d’eau en atomes d’hydrogène et oxygène grâce à un procédé appelé hydrogen evolution reaction (HER), qui requiert un catalyseur, donc un agent chimique augmentant la vitesse de réaction. Dans les systèmes photoélectrochimique d’électrolyse de l’eau, c’est le platine, un matériau coûteux, qui joue habituellement ce rôle après avoir été déposé à la surface de la photocathode du panneau solaire – son électrode convertit la lumière en courant électrique.
Des chercheurs de l’EPFL ont trouvé comment créer des systèmes solaires d’électrolyse de l’eau en utilisant des matériaux répandus et économiques. L’équipe de Xile Hu a développé un catalyseur en disulfure de molybdène pour la réaction HER et le groupe mené par Michael Grätzel un oxyde de cuivre(I) comme photocathode. Les scientifiques ont en effet observé que le disulfure de molybdène pouvait être déposé sur la photocathode d’oxyde de cuivre(I) destinée à l’électrolyse aqueuse PEC au moyen d’un procédé à la fois simple et facilement reproductible à très large échelle.
Si cette technique a montré une efficacité comparable à d’autres catalyseurs HER comme le platine, elle préserve la transparence optique des surfaces qui captent la lumière et présente une stabilité accrue en conditions acides, ce qui implique un entretien réduit. Plus important encore, le catalyseur et la photocathode sont faits dans des matériaux bon marché et abondants qui pourraient à l’avenir réduire drastiquement le coût des systèmes d’électrolyse photoélectrochimique. Selon l’auteur principal de cette étude Xile Hu, il s’agit ici d’un exemple novateur de système de production solaire d’hydrogène.
Source: Morales-Guio CG, David Tilley S, Vrubel H, Grätzel M, Hu X. 2013. Hydrogen evolution from a copper(I) oxide photocathode coated with an amorphous molybdenum sulphide catalyst. Nature Communications, 8 January 2014
tant mieux tant mieux, mais ona tellement d’annonces de « percées technologiques » autour de l’énergie solaire, qu’on voiudrait etre sûr que cette fois « c’est la bonne ». Quelques chiffres sur la réduction des coûts, même en % n’auraient pas été de trop ! Par ailleurs étonné qu’un procédé appremment aussi simple n’ait pas encore été imaginé, mais il n’est jamais trop tard pour bien faire, comme on dit.
Il n’y a que moi que sa géne de lire une énormités pareille : « récupérer cette énergie en brûlant l’hydrogène dans une pile à combustible » C’est du journalisme sa ? Pour Infos on ne brûle rien dans une PAC, c’est dans un moteur a explosion qu’on peut potentiellement « brûler »‘ de l’hydrogéne. Cordialement,
la nouvelle est bonne, et l’équation soleil vers H2 ne cesse de s’améliorer, mais on aurait bien aimé savoir quel était le gain obtenu via les électrodes au molybdène au lieux du platine?
Une solution simple fonctionnelle sans aucune inconnue technologique majeure pour ne plus faire de CO2 du tout, 100%solaire, sans aucun problème d’intermittence, car contrôlable pour les pics de nuit !!. Le solaire à concentration ou avec tour solaire peut être conservé sous terre (en chaleur à des centaines de degrés ) comme renouvellement de géothermie profonde, qui autrement s »épuise irrémédiablement !!! Cela permet d’avoir une énergie électrique solaire fonctionnant 24h sur 24 et 365 jours par an, sans aucun CO2, sans inconnue technologique (la géothermie et le solaire à concentration fonctionnent bien ) en combinant les deux, solaire à concentration et stockage souterrain un peu profond !! Il est effarant qu’aucun projet même simple ne combine les deux, alors que c’est une source d’énergie solaire renouvelable sans aucun problème d’intermittence contrairement au photovoltaïque ou le vent et sans aucune inconnue technologique majeure, sans aucun CO2. Sans aucune pompe à chaleur, on peut se chauffer en conservant la chaleur solaire sur les toits en été, sous terre, pour se chauffer l’hiver, comme fonctionnel depuis 2007 à ww w.dlsc.ca expliqué sur http :// fr.wikipedia.org/wiki/Communaut_solaire_de_Drake_Landing chauffage solaire de l’été pour l’hiver à 1000m d »altitude et des -30°C en hiver !! A l’usage c’est gratuit, perpétuel, sans la moindre pollution, pas même de pompe à chaleur à énergie nucléaire, très utilisée en France. Cela ressemble à une géothermie solaire, mais c’est plutôt la forte chaleur solaire d’été stockée sur 4 à 6 mois à faible profondeur sous terre géothermiquement, avec juste des fins tuyaux enfilés sous terre à 2 m de distance. La principale différence est qu’au lieu de refroidir la terre (de 10°C à 0°C environ) en hiver avec une pompe à chaleur, on chauffe la terre en été (50°C) avec des capteurs solaires pas chers ( simples tuyaux sous membranes transparentes ), pour utiliser cette chaleur conservée dans la terre pour se chauffer en hiver avec échangeur sans aucune pompe à chaleur. Il est absurde d’ignorer cette solution de chauffage, gratuite, sans aucun CO2 ou pollution nucléaire, inusable, car sans aucune pompe à chaleur à durée de vie finie et à électricité nucléaire, utilisable sur des vieilles maisons impossibles à reconstruire, juste avec la surface suffisantes de capteurs solaires sur les toits, garages et parkings. Les professionnels sont bien placés pour la développer et l’adapter en France, mais ils semblent l’ignorer totalement, alors que les forages sont similaires. Je refuse les pompes à chaleur qui sont des pompes à fric, à changer souvent, en plus d’être des pompes à énergie nucléaire, jusqu’au prochain Fukushima en France, inévitable tôt ou tard, vidant toute une région inhabitable, où alors il n’y aura plus d’électricité du tout pour se chauffer !! Le solaire thermique peut être conservé sur des mois en terre avec un simple tuyau plastique pas cher (30€ les 100m ) enfilé dans la terre, tous les 2m (100m2=10×10 avec 5×5=25 tuyaux fins enfilés à 12m de profondeur tous les 2m ) Le même type de tuyau noir sur le toit sous un plastique en été va chauffer cette terre qui redonne sa chaleur en hiver dans un tuyau dans la maison, dans un échangeur usuel. On peut faire plus simple qu’à dlsc.ca ou pour une serre https ://intraweb.stockton.edu/eyos/energy_studies/content/docs/FINAL_PAPERS/4A-2.pdf sans stockage dans un tampon d’eau. voir : en .wiki pedia.org/wiki/Seasonal_thermal_energy_storage complètement ignoré par la France nucléaire. Au lieu de pompe à chaleur on utilise de simples circulateurs et thermostats. Je ne fais que mentionner ce qui existe et fonctionne. Le principe est très ancien, car les romains, d’il y a 2000ans, conservaient la glace de l’hiver pour l’été, sans aucune consommation d’énergie ni CO2, dans des caves en terre. On peut climatiser ainsi sans énergie avec le froid de l’hiver conservé pour l’été, aussi !! .