L'hydrogène intéresse dans le sens où il permet de produire de la chaleur par combustion directe mais surtout de produire de l'électricité dans les piles à combustible (PAC), avec comme seul résidu de l'eau. Problème, si l'atome d'hydrogène lié à l'oxygène est très abondant sous forme d'eau, les molécules d'hydrogène, elles, ne se trouvent pas à l'état pur. Il faut donc les produire.
À l'heure actuelle, 90% de la production d'hydrogène provient de combustibles fossiles (pétrole, gaz, charbon). Cette technique qui entraîne la libération de CO2, n'est donc valable sur le plan environnemental que si le CO2 est stocké. D'autres formes de production sont donc à l'étude et notamment celles qui s'inspirent des réactions chimiques intervenant dans la nature comme la photoélectrolyse. Sous l'effet de la lumière, certains micro-organismes produisent de l'hydrogène à partir de l'eau. Pour reproduire et adapter ces processus, les chercheurs ont donc mis au point des systèmes moléculaires capables de capter l'énergie lumineuse et d'utiliser l'énergie collectée pour « casser » les liaisons oxygène-hydrogène des molécules d'eau. Ces dispositifs font l'objet de recherches approfondies notamment au Centre National de Recherche Scientifique (CNRS) en association avec le Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA).
Des résultats prometteurs pour l'électrolyse
D'autres équipes du CNRS travaillent quant à eux sur l'amélioration de la technique de l'électrolyse de l'eau. Aujourd'hui maîtrisée, cette technique présente toutefois des inconvénients majeurs : son rendement ne dépasse pas 80 %, son coût de production est trop élevé et certains matériaux utilisés sont polluants. Pour pallier à ces défauts, plusieurs spécialistes mènent depuis 2004 un programme de recherche sur la production massive d'hydrogène propre : quatre équipes du CNRS se sont ainsi associées aux entreprises AREVA NP, filiale du groupe AREVA, et SCT, l'un des leaders mondiaux dans l'association métal-céramique. Après plusieurs années de travail, les chercheurs viennent de publier un brevet pour une nouvelle technique de production d'hydrogène plus efficace et plus économique.
Les chercheurs ont choisi d'améliorer le rendement de l'électrolyse en concevant un dispositif capable d'étudier in situ les matériaux constituant l'électrolyseur puis, en mettant au point deux électrolyseurs instrumentés, c'est-à-dire comportant des capteurs de température, de pression, de mesure de l'intensité du courant produite. Les scientifiques ont ainsi pu déterminer avec précision les conditions requises pour obtenir de l'hydrogène en grande quantité et de façon fiable. L'une de leurs idées novatrices a été d'effectuer l'électrolyse sous pression (entre 50 et 100 bars). Les principaux paramètres des électrolyseurs s'en sont trouvés améliorés. Les premiers essais effectués permettent d'atteindre des quantités d'hydrogène notables, avec un niveau de courant bien supérieur à ce qui avait été fait précédemment par leurs concurrents étrangers, explique le CNRS.
De plus, les chercheurs précisent que cette nouvelle technologie abaisse de près de 200°C la température de fonctionnement par rapport aux solutions déjà existantes et permet l'usage d'alliages commerciaux, ce qui diminue le coût de l'hydrogène produit. Ces premiers résultats laisse donc espérer le développement de technologies rentables et économiques même si des efforts sont encore nécessaires avant de produire de l'hydrogène massivement et à bas coût.
Article publié le 28 avril 2009
