Les scientifiques ont produit de l’hydrogène à partir de rien, un développement qui, selon eux, pourrait aider l’industrie à récolter cet éco-carburant prometteur dans les environnements les plus arides.
L’hydrogène est proposé pour remplacer les combustibles fossiles dans des situations où l’électricité peut ne pas convenir, à savoir le transport maritime, le transport aérien et des industries telles que la production d’acier.
Alors que les propositions de création d’hydrogène pur à partir d’électricité renouvelable via l’électrolyse semblent attrayantes pour ceux qui tentent de décarboner l’économie, la transition a encore besoin d’eau (un composé d’hydrogène et d’oxygène) qui peut être rare là où l’électricité solaire est abondante.
Pour éviter de puiser de l’eau dans un approvisionnement local déjà tendu, une équipe dirigée par Gang Kevin Li, maître de conférences à l’Université de Melbourne, en Australie, a construit un système qui extrait l’eau de la vapeur en suspension dans l’air à l’aide d’un électrolyte hygroscopique, en l’occurrence l’acide sulfurique. L’approche utilise ensuite l’électricité produite par l’énergie solaire pour diviser l’eau en hydrogène et en oxygène.
L’équipe a prouvé qu’il pouvait fonctionner à une humidité relative d’environ 4 %, bien inférieure à celle de la plupart des déserts. Par une chaude journée ensoleillée, l’unité de mètre carré a pu produire 3,7 m3 d’hydrogène.
“L’hydrogène est l’énergie propre ultime”, a déclaré l’article, publié dans Nature Communications. “Bien qu’il soit l’élément le plus abondant dans l’univers, l’hydrogène existe sur la terre principalement dans des composés comme l’eau. H2 produit par électrolyse de l’eau à partir d’énergies renouvelables, à savoir l’hydrogène vert, représente le vecteur énergétique le plus prometteur de l’économie bas carbone. H2 peut également être utilisé comme moyen de stockage d’énergie pour les énergies intermittentes telles que l’énergie solaire, éolienne et marémotrice.”
Les chercheurs ont souligné que plus d’un tiers de la surface terrestre de la Terre est aride ou semi-aride, abritant 20% de la population mondiale, où l’eau douce est extrêmement difficile d’accès pour la vie quotidienne, sans parler de l’électrolyse. La pollution, la consommation industrielle et le réchauffement climatique ont aggravé le stress hydrique, ont-ils déclaré.
Le gouvernement et les militants pour le climat ont proposé l’hydrogène comme alternative aux combustibles fossiles, mais la grande majorité de l’hydrogène industriel est toujours extraite du gaz naturel [PDF] dans un processus qui libère des gaz à effet de serre et nécessite de l’énergie, qui provient souvent de combustibles carbonés. Seul 1% de l’hydrogène américain provient de l’électrolyse [PDF].
Li a fait valoir que la technologie de l’équipe pourrait facilement évoluer et compléter les systèmes d’électrolyse existants, qui ont leurs propres problèmes. La complexité des conceptions de systèmes actuelles crée des coûts d’investissement élevés pour l’électrolyse de l’hydrogène, bien que des alternatives à moindre coût aient été proposées.
L’investissement dans l’hydrogène vert a connu un coup de fouet ces dernières années. Aux États-Unis, un investissement de 9,5 milliards de dollars fait partie de la loi sur l’investissement et l’emploi dans les infrastructures de 1,2 billion de dollars du président Joe Biden. Le Royaume-Uni a lancé sa stratégie hydrogène en août 2021, affirmant que la production pourrait représenter 13 milliards de livres sterling (14,8 milliards de dollars) pour l’économie d’ici 2050. La stratégie hydrogène de l’UE a été adoptée en juillet 2020, créant l’Alliance européenne pour l’hydrogène propre. En Allemagne, des trains de voyageurs à pile à combustible à hydrogène sont désormais en service.
Mais il n’y a pas que les chercheurs sur l’hydrogène qui espèrent tirer de l’air. Le mois dernier, l’Institut fédéral suisse de technologie (EPF) a fait état d’une technique qui promet également l’extraction d’hydrocarbures. ®
