L’invention d’un électrolyseur innovant permettant de produire de l’hydrogène vert à partir de l’énergie solaire

Un article paru dans la revue Nature Energy le 23 janvier dernier décrit une avancée qui pourrait rendre la production d’hydrogène vert plus facile et plus durable. L’étude intitulée « All-perovskite-based unassisted photoelectrochemical water splitting system for efficient, stable and scalable solar hydrogen production » (ou Système de séparation photoélectrochimique de l’eau sans assistance à base de pérovskite pour une production d’hydrogène solaire efficace, stable et évolutive) a été dirigée par les professeurs Lee Jae-sung, Jang Ji-wook, Seok Sang-il et Lim Han-kwon de l’UNIST en Corée du Sud. Elle a donc pour but de favoriser la production d’hydrogène vert en s’appuyant sur l’énergie solaire.

Des photoélectrodes en pérovskite

Pour atteindre leurs objectifs, les chercheurs se sont intéressés aux cellules solaires à pérovskite qui ont l’avantage d’être plus efficaces et moins couteuses que les cellules à base de silicium. Concrètement, ils ont adopté la pérovskite comme matériau pour la photoélectrode de leur électrolyseur. Mais les cellules solaires à pérovskite ont également leurs faiblesses. Elles sont, par exemple, vulnérables aux rayons UV et sont très sensibles à l’humidité. Or, pour produire de l’hydrogène, la photoélectrode doit être immergée dans l’eau. Pour surmonter ces problèmes, les scientifiques ont créé un nouveau matériau.

Une meilleure résistance aux ultraviolets

Le matériau en question est un nouveau type de pérovskite qui utilise du formamidinium comme cation à la place du méthylammonium conventionnel. Et pour améliorer la résistance à l’humidité, la surface de contact de la cellule a été complètement scellée avec une feuille de nickel.

Ce qui distingue cette étude des autres ayant été menées précédemment, c’est que l’équipe s’est efforcée de sortir du cadre de la recherche en laboratoire en concevant un prototype de grande taille, soit de 1 m². Ils ont alors découvert que l’efficacité de la production d’hydrogène avait tendance à diminuer au fur et à mesure de l’augmentation des dimensions de la cellule.

Des résultats prometteurs

Pour s’affranchir de cette contrainte, les scientifiques de l’UNIST ont adopté une conception impliquant l’utilisation de multiples photoélectrodes reliées entre elles afin de former un bloc plus grand. Résultat, le dispositif a accusé un rendement de conversion supérieur à 10 %. À noter que ce taux constitue le seuil minimal pour la commercialisation.

D’après les chercheurs, l’efficacité de leur électrolyseur est actuellement la plus élevée au monde parmi les photoélectrodes de grande taille. « Nous nous attendons à ce que la technologie de l’hydrogène vert basée sur l’énergie solaire soit commercialisée avant 2030 », a de son côté déclaré l’auteur principal de l’étude, le Dr Dharmesh Hansora. Plus d’infos : nature.com. Que pensez-vous de cette invention ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .