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Actualités-Innovations
Vers une production industrielle de l'hydrogène à moindre coût

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59167.htm

L'hydrogène dispose d'atouts qui pourrait lui permettre, à plus ou moins long terme, de suppléer les énergies fossiles et répondre ainsi à l'essentiel des besoins énergétiques de la planète. Cet élément chimique est en effet plus énergétique que le pétrole ou le gaz naturel. Qui plus est, il est non polluant et non toxique. Néanmoins, si l'atome d'hydrogène, liée à l'oxygène, est très abondant sous forme d'eau, les molécules d'hydrogène, elles, ne se trouvent pas à l'état pur. Pour les chercheurs, le défi est donc de parvenir à produire de l'hydrogène, sans dégagement de dioxyde de carbone. Certes, l'électrolyse de l'eau, totalement maîtrisée, apparaît comme l'une des solutions d'avenir. Cela dit, elle présente un inconvénient de taille, son rendement qui ne dépasse pas 80%, mais aussi son coût de production trop élevé et l'utilisation de matériaux polluants, voire dangereux.

C'est dans ce contexte que, dès 2004, quatre laboratoires du CNRS [1] se sont associés aux entreprises AREVA NP, filiale du groupe AREVA, et SCT, l'un des leaders mondiaux dans l'association métal-céramique, dans le cadre d'un programme de recherche visant à produire massivement de l'hydrogène sans émission de gaz à effet de serre. Chauffer, telle est la solution pour obtenir de l'hydrogène par électrolyse de l'eau avec un meilleur rendement. Deux voies sont alors possibles : la première, "traditionnelle", qui utilise la conduction par ions O2-, et la seconde qui s'appuie sur la circulation des protons (ions H+). Ces scientifiques ont opté pour la seconde voie, celle-ci nécessitant des températures plus faibles, de l'ordre de 600° C. A une telle température, une bonne conductivité des protons peut être envisagée, tout en utilisant des matériaux peu onéreux et fiables.

Après avoir conçu un dispositif permettant d'étudier in situ les matériaux constituant l'électrolyseur, et mis au point deux électrolyseurs instrumentés, cette équipe a pu déterminer avec précision les conditions requises pour obtenir de l'hydrogène en grande quantité et de façon fiable. Ainsi le fait d'effectuer l'électrolyse sous pression, entre 50 et 100 bars, a amélioré les principaux paramètres des électrolyseurs. Les premiers essais ont permis d'atteindre des quantités d'hydrogène notables, avec un niveau de courant bien supérieur aux résultats obtenus jusqu'alors par leurs concurrents travaillant sur la cette même filière protonique. Autre résultat positif : l'abaissement de près de 200° C de la température de fonctionnement par rapport à la solution utilisant la conduction par ions O2-. Enfin, en permettant l'usage d'alliages commerciaux, cette technologie, aujourd'hui protégée par un brevet, diminue le coût de l'hydrogène produit. Reste à présent à perfectionner le dispositif développé.

[1] Institut Européen des Membranes (CNRS/Université de Montpellier/ENSCM), Laboratoire de Plasticité, Endommagement et Corrosion des Matériaux (CNRS/Ecoles des Mines de Saint-Etienne), Laboratoire de Dynamique, Interactions et Réactivité (CNRS/UPMC), Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques (CNRS).

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ADIT - Jean-François Desessard - email : jfd@adit.fr

BE France numéro 226 (19/05/2009) - ADIT / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59167.htm