Une nouvelle méthode de production d’hydrogène plus simple et plus sûre

L’innovation dans le domaine de l’énergie verte progresse à grands pas, avec des chercheurs suédois à l’avant-garde d’une nouvelle méthode de production d’hydrogène plus sûre et plus efficace.

Des chercheurs de l’Institut Royal de Technologie KTH à Stockholm ont en effet développé une méthode novatrice pour la production d’hydrogène qui repense le processus d’électrolyse standard. La technique mis en avant permet de séparer l’eau en oxygène et hydrogène sans le risque dangereux que ces deux gaz se mélangent. Esteban Toledo, doctorant à KTH et co-auteur de l’étude publiée dans Science Advances, souligne que cette séparation élimine le risque d’explosions en produisant les gaz séparément.

Contrairement aux systèmes existants, où l’oxygène et l’hydrogène sont produits simultanément dans la même cellule et doivent être séparés par des barrières de membrane, cette nouvelle méthode produit les gaz de manière distincte, éliminant ainsi le besoin de métaux rares de la Terre.

Joydeep Dutta, professeur de physique appliquée à KTH, précise que l’efficacité faradique du gaz hydrogène a été démontrée à 99 %, un résultat prometteur pour les applications commerciales.

La technologie, brevetée par les deux chercheurs, a conduit à la formation de Caplyzer AB, une entreprise issue de KTH Innovation, destinée à mettre à l’échelle cette technologie. Les tests en laboratoire n’ont montré aucune dégradation apparente des électrodes, un aspect crucial pour les applications commerciales. Cette innovation représente une avancée significative dans la production d’hydrogène, un vecteur énergétique clé pour l’avenir.

La production simultanée de gaz est évitée en remplaçant l’une des électrodes par une électrode supercapacitive en carbone. Ces électrodes stockent et libèrent alternativement des ions, séparant efficacement la production d’hydrogène et d’oxygène. Lorsque l’électrode est chargée négativement et produit de l’hydrogène, le supercondensateur stocke des ions hydroxyde (OH) riches en énergie. Lorsque le sens du courant est inversé, le supercondensateur libère les OH absorbés, et l’oxygène est produit à l’électrode désormais positive.

« Une électrode assure l’évolution de l’oxygène et de l’hydrogène », explique Joydeep Dutta. « Cela ressemble beaucoup à une batterie rechargeable produisant de l’hydrogène – en chargeant et déchargeant alternativement. Il s’agit de compléter le circuit. » La réinvention de l’électrolyse de l’eau ouvre la voie à une forme de production d’énergie verte plus fiable, pouvant intégrer des sources intermittentes telles que le solaire ou l’éolien.

Au final, cette percée technologique suédoise non seulement promet de rendre la production d’hydrogène plus sûre en éliminant le risque d’explosions, mais elle ouvre également la porte à une intégration plus aisée des énergies renouvelables dans notre mix énergétique.

Article: « Decoupled Supercapacitive Electrolyzer for Membrane-Free Water Splitting » – DOI: 10.1126/sciadv.adi3180

Légende illustration : Une nouvelle façon de produire de l’hydrogène gazeux, simplement et en toute sécurité, a été publiée aujourd’hui dans Science Advances. Esteban Toledo, co-auteur de l’article et étudiant en doctorat à l’Institut royal de technologie KTH, travaille avec le prototype de séparation de l’eau découplée à Stockholm, en Suède. Crédit: David Callahan