D’après pv magazine Australie
Des chercheurs de l’Institut royal de technologie de Melbourne (RMIT University) ont mis au point un nouveau moyen de séparer l’eau de mer en hydrogène et en oxygène sans avoir à dessaler l’eau, ce qui permet d’éviter les surcoûts, la consommation d’énergie et le rejet de sous-produits toxiques liés à cette étape, comme le chlore. Leur système repose sur un catalyseur composé de couches poreuses dopées à l’azote, spécialement conçues pour fonctionner dans l’eau salée.
Cette nouvelle approche conçue par une équipe du groupe de recherche pluridisciplinaire Materials for Clean Energy and Environment (MC2E) du RMIT s’appuie sur des feuilles de phosphure de nickel-molybdène dopé à l’azote (NiMo 3 P) et qui intègrent des pores de taille nanométrique.
Leur méthode, détaillée dans une étude réalisée en laboratoire et publiée dans la revue Small, se fonde sur de grands pores dans les couches qui augmentent la conductivité électrique, tandis que la présence de liaisons métal-azote et de polyanions de surface accroît la stabilité et améliore les propriétés anti-corrosion contre la chimie du chlore.
D’après les chercheurs, les couches du catalyseur ont affiché une « performance remarquable », atteignant un craquage complet de l’eau par catalyse à 1,52 V et 1,55 V pour arriver à 10 mA cm−2 dans 1 mole de KOH (hydroxyde de potassium) et d’eau de mer respectivement. « Un contrôle de la structure et de la composition peut donc rendre la catalyse efficace pour produire de l’hydrogène à bas coût directement à partir d’eau de mer », conclut l’équipe.
Nasir Mahmood, auteur principal de l’étude et chargé de recherche pour le programme Vice-Chancellor’s Senior Research Fellow du RMIT, explique que cette nouvelle méthode surmonte certains obstacles associés à la quantité de sel présente par nature dans l’eau de mer.
« La principale difficulté liée à l’utilisation de l’eau de mer est le chlore, qui est un sous-produit potentiel. Si nous devions produire de quoi satisfaire les besoins mondiaux en hydrogène sans résoudre ce problème au préalable, nous générerions 240 millions de tonnes de chlore par an, soit trois à quatre fois plus que les besoins mondiaux en chlore. Remplacer de l’hydrogène produit à partir de combustibles fossiles par de l’hydrogène dont la production pourrait nuire à notre environnement d’une autre façon n’a aucun intérêt, souligne Nasir Mahmood. Non seulement notre processus n’émet pas de dioxyde de carbone, mais il ne produit pas non plus de chlore ».
Image : RMIT
D’autres catalyseurs expérimentaux ont été mis au point pour le craquage de l’eau salée, mais comme le précise le doctorant Suraj Loomba, l’équipe de recherche du RMIT s’est concentrée sur la production de catalyseurs stables et hautement efficaces dont la fabrication présente un bon rapport coût-efficacité.
« Nous avons axé notre approche sur la modification de la chimie interne des catalyseurs par une méthode simple qui les rend relativement faciles à fabriquer à grande échelle, de sorte qu’ils peuvent être synthétisés rapidement à l’échelle industrielle », ajoute-t-il.
Pour Nasir Mahmood, cette technologie promet de réduire significativement le coût des électrolyseurs, suffisamment pour atteindre l’objectif fixé par le gouvernement australien de produire de l’hydrogène vert à 1,29 €/kg (2 dollars australiens) et ainsi de le rendre compétitif par rapport à l’hydrogène produit à partir de combustibles fossiles.
« Notre méthode pour produire de l’hydrogène directement à partir de l’eau de mer est simple, d’ampleur modulable et d’un rapport coût-efficacité bien meilleur que n’importe quelle autre méthode de production d’hydrogène vert proposée sur le marché aujourd’hui », déclare-t-il.
« En poursuivant son développement, nous espérons que cette méthode pourra participer à l’implantation en Australie d’une industrie de l’hydrogène vert florissante. »
Une demande de brevet provisoire a été déposée pour cette nouvelle méthode, et les scientifiques ont déclaré qu’ils travaillaient d’ores et déjà avec des partenaires industriels au développement de leur technologie.
La prochaine étape consiste à mettre au point un prototype d’électrolyseur regroupant plusieurs catalyseurs pour produire de l’hydrogène en grandes quantités.
Traduction assurée par Christelle Taureau.
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