Alors que le monde fait face à une crise énergétique majeure en raison de la hausse du prix des combustibles fossiles, mais aussi du changement climatique, les recherches visant à mettre des points sur les solutions d’énergie renouvelable se multiplient. L’hydrogène figure parmi les options qui intéressent de près les chercheurs. En Suisse, par exemple, des ingénieurs de l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) ont récemment annoncé avoir mis au point et testé un dispositif de « photosynthèse artificielle ». Comme son nom le suggère, il s’agit d’un équipement qui utilise l’énergie solaire pour produire de l’hydrogène.
Un électrolyseur en forme d’antenne parabolique
Concrètement, la machine que l’équipe de l’EPFL a construite est un réacteur, qui prend la forme d’une antenne parabolique. Son fonctionnement n’est d’ailleurs pas trop différent de celui de cette dernière. La grande surface incurvée concentre la lumière sur un petit appareil suspendu au milieu qui est le réacteur lui-même. Comme le rapporte notre source, la concentration des rayons solaires est si forte qu’elle atteint une intensité de près de 800 fois. Pour produire de l’hydrogène, de l’eau est pompée dans le réacteur photoélectrochimique où l’énergie solaire la divise. Cette réaction génère, non seulement du H₂, mais également de l’oxygène et de la chaleur.
Une production potentiellement utile pendant toute l’année
Les chercheurs envisagent diverses utilisations possibles pour les deux sous-produits. L’oxygène pourrait, par exemple, être utilisé par les hôpitaux, alors que la chaleur peut être introduite dans un échangeur thermique pour chauffer l’intérieur d’un bâtiment. Le réacteur a fait l’objet d’un test durant 13 jours, en août 2020 et mars 2021. Les résultats publiés par l’équipe dans la revue Nature Energy montrent qu’il possède une efficacité solaire-hydrogène solaire supérieure à 20 %. Durant cette période, la production moyenne d’hydrogène par jour était d’environ 500 g.
Un rendement record !
Certes, la production s’avère faible, mais d’après les chercheurs, cela permet d’alimenter 1,5 véhicule à pile à combustible à hydrogène par an ou d’assurer la moitié des besoins en électricité d’un foyer de quatre personnes pendant la même période. « Nous avons franchi le plafond d’un kilowatt pour notre réacteur pilote avec une puissance de sortie de plus de deux kilowatts, tout en maintenant une efficacité record pour ce test à grande échelle », a déclaré Sophia Haussener, auteure correspondante de l’étude. Et d’ajouter : « le taux de production d’hydrogène atteint dans ce travail représente une étape vraiment encourageante vers la commercialisation de cette technologie. » Il faut savoir que les ingénieurs impliqués dans le projet ne comptent pas en rester là. Ils envisagent la construction d’un modèle capable de fournir une puissance dépassant les 100 kW. Plus d’informations : Nature Energy