Des chercheurs de l’EPFL et du Technion ont débusqué les nanostructures « championnes » qui permettront de produire de l’hydrogène de façon écologique et à bas prix, simplement à partir de la lumière du jour.
Dans la quête aux énergies propres, c’est une sorte de Graal. Les «cellules photo- électrochimiques», ou PEC, sont des dispositifs capables de séparer l’eau en hydrogène et oxygène en une seule opération, grâce au rayonnement solaire. «A vrai dire nous avons déjà découvert ce précieux calice sur le principe, sourit Michael Grätzel, directeur du Laboratoire de photonique et interfaces de l’EPFL et inventeur des cellules photoélectrochimiques à colorant. Mais nous venons de franchir une étape importante sur la route qui nous conduira à terme à des applications industrielles rentables.»
La revue Nature Materials publie en effet cette semaine un article qui fera date. Les chercheurs, basés à l’EPFL et collaborant avec des collèges du Technion (Israël), sont parvenus à caractériser précisément les nanostructures d’oxyde de fer qui permettront de fabriquer de l’hydrogène au coût le plus faible. «Tout l’intérêt de notre démarche est de recourir à un matériau particulièrement abondant, stable et bon marché – la rouille », précise Michael Grätzel.
[ Le microscope électronique en transmission permet de mesurer le passage des électrons à travers les nanostructures d’oxyde de fer. Chaque couleur représente une orientation cristalline particulière. ]
A la fin de l’année passée, l’un des collaborateurs de son laboratoire, Kevin Sivula, avait présenté un prototype d’électrode basé sur ce même principe. Son efficacité était telle que l’on voyait clairement apparaître des bulles de gaz sitôt il était à la lumière. Le potentiel pour de telles électrodes, à bon marché, était dès lors démontré, même si leur rendement et leur durée de vie pouvaient encore être améliorés.
En utilisant des techniques de microscopie électronique en transmission (TEM), les chercheurs ont pu caractériser très précisément la circulation des électrons à travers les nanostructures que forment les particules d’oxyde de fer lorsqu’elles sont appliquées sur les électrodes, et dont Michael Grätzel compare la forme à des choux-fleurs. «Ces mesures nous ont permis de comprendre pourquoi nous obtenions des différences de rendement en fonction du processus de fabrication des électrodes.»
Le microscope électronique en transmission permet de mesurer le passage des électrons à travers les nanostructures d’oxyde de fer. Chaque couleur représente une orientation cristalline particulière.
[ Des bulles d’hydrogènes se formant dans une cellule photo- électrochimique. © LPI / EPFL ]
En comparant plusieurs électrodes, dont la méthode de fabrication est désormais maîtrisée, les scientifiques ont pu identifier la structure «championne». Un prototype de 10×10 cm a pu être produit et son efficacité correspond aux prévisions. L’étape suivante consistera à mettre au point le processus industriel qui permettra une fabrication à grande échelle. Une démarche pour laquelle des fonds européens ainsi qu’un soutien de la Confédération suisse pourraient être obtenus.
L’objectif à long terme est évidemment de pouvoir produire de l’hydrogène – le carburant du futur – de façon écologique et surtout compétitive «Les systèmes actuels, dans lesquels une cellule photovoltaïque classique est couplée à un électrolyseur, produisent de l’hydrogène dont le coût revient au mieux à 15 € par kilo. Nous visons quant à nous un prix de revient de 5€ par kilo», compare Michael Graetzel.
** École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)
Bravo, belle avancée! De la rouille et du soleil pour produire de l’hydrogène à partir de l’eau c’est bien. On avance.
De la rouille pour faire de l électricité,bravo,maintenant reste à savoir si on ne va pas mettre des batons dans les roues aux createurs,comme d habitude il faut faire du fric toujours plus de fric et encore du fric,qu ils l emportent au cimetière leur fric de m….!!!
C’est très bien. Mais à propos de blocage… Que diraient certains collectifs obscurantistes si on produisait industriellement des panneaux PV ou à hydrogène à base de nanoparticules ?
bonjour Mieux que sur le plan non ? Ce truc est trop génial, j’achète ! Quelles excuses vont-ils trouver pour ne pas mettre ça sur le marché avant 15 ans et à des prix prohibitifs ? En tous cas ça donne une idée du potentiel de découvertes à venir qui rendront définitivement ridicules et obsolètes ces monstrueuses bouses de centrales nucléaires qui sont là pour l’éternité ou presque ! grouhhh Sont pas près de nous oublier nos descendants, ça c’est sur ! bonne journée et attention aux coups de soleil !