Découverte & Recherche • 30 mars 2019
Créer de l’hydrogène à partir d’eau de mer, c’est désormais possible !
Les premières voitures à hydrogène, dont le carburant est le dihydrogène ont fait rêver à un monde sans CO2. Aujourd'hui, voici que des scientifiques américains auraient découvert la production d’hydrogène à partir de l’eau de mer. Retour sur cette récente découverte.
Si dès 1671, le scientifique Robert Boyle avait décrit la réaction que faisaient ensemble le fer et les acides dilués, il aura fallu attendre 1766 pour que Henry Cavendish identifie véritablement le gaz nommé hydrogène. Cet élément particulièrement inflammable allait peut-être, quelques siècles plus tard, révolutionner notre monde.
Comment produire cette source d’énergie à partir d’eau de mer
La production de l’hydrogène demande un procédé coûteux en énergie qui s’appelle l’électrolyse de l’eau. Il s’agit simplement de faire circuler un courant électrique dans l’eau pour obtenir un dégagement gazeux au niveau de la cathode (le pôle négatif), tandis que de l’oxygène est produit au niveau de l’anode (pôle positif). Cette technique permet d’être moins émetteur de gaz carbone que les méthodes plus conventionnelles. En effet, la quasi-totalité du dihydrogène disponible sur le marché (il n’est pas disponible à l’état naturel) est produit à partir d’énergies fossiles (méthane, pétrole), au prix de très fortes émissions de gaz à effets de serre.
Cependant, la technologie actuelle de l’électrolyse nécessite de l’eau pure, rare sur Terre. En effet, l’eau de mer contient de ions chlorure, qui sont négatifs. Ces ions peuvent corroder l’anode (le pôle positif du circuit de l’électrolyse) en lieu et place de l’oxygène, et empêcher ou limiter très fortement la réaction de production de l’hydrogène.
Une équipe de quatorze chercheurs de Stanford a alors publié son étude dans la revue scientifique Proceedings of the National Academy of Sciences, le 18 mars 2019. Ils se sont penchés sur l’érosion de l’anode par l’eau de mer, et ont essayé d’enrayer le phénomène.
Un procédé simple pour empêcher l’eau de mer d’éroder le circuit
Leur logique a été d’entourer l’anode de couches riches en charges négatives, comme du nickel et du sulfure de nickel, afin de repousser les ions de chlorure. Ce procédé leur a permis de protéger l’anode, et d’en allonger considérablement la durée de vie (de 12 heures à 1000 heures !).
Via trustmyscience.com
Cette méthode s’avère donc extrêmement simple. Or, elle peut s’appliquer à la majorité des installations de production d’hydrogène actuellement en service. Ces circuits pourraient donc utiliser l’eau de mer très rapidement.
Une technologie qui pourrait avoir des conséquences importantes
De la bouche des chercheurs Hongjie Dai, J.G. Jackson and C.J. Wood, professeurs à Stanford et co-auteurs de ce rapport, l’énergie produite à partir d’hydrogène n’est pas envisageable actuellement pour alimenter les villes et les voitures, car « il faut tellement d’hydrogène qu’il n’est pas concevable d’utiliser de l’eau pure ». Or, le nouveau procédé permettrait d’envisager réellement une production à grande échelle d’hydrogène grâce à l’eau de mer, ce qui déploie les possibilités de cette technologie.
Il ne faut cependant pas se réjouir trop vite : le processus de production d’hydrogène nécessite une grande quantité d’électricité, et ne devient pour le moment intéressant qu’avec une source quasiment gratuite d’électricité. En outre, son stockage est réellement problématique, il nécessite une forte pression et un réseau de distribution compliqué à mettre en place.
Aussi cette découverte est-elle novatrice mais ne révolutionne-t-elle pas encore nos modes de production d’énergie. A moins que les processus industriels fassent passer cette production à une échelle supérieure de manière rapide.