L’hydrogène extrait de l’eau de mer
L’hydrogène est reconnu comme une alternative prometteuse aux énergies fossiles. En tant que source d’énergie, il ne produit que de l’eau lorsqu’il est brûlé, ce qui en fait un vecteur d’énergie sans émissions. Cependant, la majorité de l’hydrogène utilisé aujourd’hui est obtenu par un processus appelé méthanisation à la vapeur, qui génère également du dioxyde de carbone (CO2), un des principaux contributeurs au réchauffement climatique. Ce lien entre H2 et CO2 complexifie sa position face aux énergies renouvelables comme l’énergie solaire ou éolienne.
Une innovation dans l’électrolyse
Daniel Esposito, professeur assistant en ingénierie chimique à Columbia Engineering, a exploré une méthode visant à produire de l’hydrogène via l’électrolyse de l’eau, en séparant l’eau en hydrogène et en oxygène sans émettre de CO2. Après plusieurs recherches, lui et son équipe ont mis au point un dispositif capable de réaliser cette étape, qui pourrait mener à la création de systèmes plus grands, capables de produire de plus grandes quantités d’hydrogène.
Ce nouvel appareil, appelé électrolyseur photovoltaïque flottant, est à ce jour un prototype de laboratoire. Dans sa version finale, il sera conçu sous la forme d’une plateforme flottante en mer, ressemblant à une plateforme pétrolière, mais avec pour mission de produire de l’hydrogène à partir de l’énergie solaire et de l’eau de mer.
Caractéristiques du dispositif
La majorité des électrolyseurs présents sur le marché utilisent des membranes pour séparer les gaz d’hydrogène et d’oxygène. Cependant, ces membranes sont souvent vulnérables aux impuretés et aux microorganismes présents dans l’eau de mer, ce qui peut provoquer des dégradations avec le temps. En revanche, l’appareil d’Esposito ne recourt pas à ces membranes, évitant ainsi bon nombre de ces problèmes.
Esposito souligne que : « La simplicité de notre architecture d’électrolyseur photovoltaïque la rend particulièrement intéressante pour l’électrolyse de l’eau de mer, grâce à son faible coût et sa durabilité supérieure par rapport aux dispositifs actuels à membrane. »
Un fonctionnement innovant
Ce dispositif repose sur une configuration d’électrodes unique qui permet de séparer et de collecter les gaz d’hydrogène et d’oxygène en fonction de la flottabilité de leurs bulles dans l’eau. Ce mécanisme évite le besoin de pomper le liquide et garantit une production d’hydrogène d’une pureté allant jusqu’à 99 %.
Bien que la technologie soit prometteuse, elle n’est pas encore prête à être déployée dans des conditions réelles, car elle a seulement été testée dans des conditions idéales en laboratoire. L’équipe aspire à perfectionner cette conception pour en améliorer l’efficacité et développer des électrolyseurs plus grands, aptes à fonctionner à une échelle plus variée.
Avenir et perspectives
D’autres chercheurs s’intéressent également à des méthodes pour extraire l’hydrogène de l’eau de mer, ce qui pourrait favoriser l’émergence d’appareils opérationnels dans un futur proche. Esposito note qu’il existe de nombreuses solutions technologiques envisageables pour un avenir énergétique durable, mais aucun consensus n’indique quelle sera la meilleure option. « Notre défi consiste à identifier des technologies à la fois évolutives et économiques qui convertissent l’énergie solaire en une forme d’énergie utile, pouvant être stockée pour les moments où le soleil ne brille pas, » conclut-il.
FAQ
Qu’est-ce que l’électrolyse de l’eau ?
L’électrolyse de l’eau est un procédé qui utilise l’électricité pour séparer l’eau en hydrogène et oxygène. Cette méthode peut potentiellement produire de l’hydrogène sans émissions de CO2 si l’électricité provient de sources renouvelables.
L’hydrogène extrait de l’eau de mer est-il pur ?
Le dispositif développé par Esposito peut produire de l’hydrogène avec une pureté allant jusqu’à 99 %, ce qui est comparable aux méthodes conventionnelles.
Quels sont les avantages de l’hydrogène en tant qu’énergie ?
L’hydrogène peut être stocké et transporté plus facilement que d’autres formes d’énergie renouvelable. De plus, son utilisation génère seulement de l’eau comme résidu, ce qui en fait une option écologique.
Quelles sont les principales difficultés rencontrées dans l’utilisation de l’eau de mer pour l’électrolyse ?
Les principales difficultés incluent la présence d’impuretés et de microorganismes dans l’eau de mer, qui peuvent endommager les systèmes électrolytiques traditionnels.
Quand les premiers électrolyseurs fonctionnels à grande échelle pourraient-ils être disponibles ?
Bien que la technologie soit en développement, il est difficile de prédire un calendrier précis. Les chercheurs espèrent que des appareils fonctionnels seront disponibles d’ici quelques années avec une amélioration continue des technologies.
