L’énergie du soleil directement transformée en hydrogène

(source: http://actu.epfl.ch/news/using-rust-and-water-to-store-solar-energy-as-hydr)

Casser des molécules d’eau avec un processus photochimique simple pour produire de l’hydrogène pur. Le projet est prometteur. J’en suis d’autant plus persuadé que j’ai pu en parler directement avec le prof. Kevin Sivula de l’EPFL. Je lui ai d’ailleurs proposé de l’aider pour la mise sur le marché du produit dès que les rendements visés (10% de l’énergie solaire transformée en hydrogène) seront atteints. Compte tenu des progrès enregistrés ces dernières années, Kevin Sivula est persuadé que c’est pour bientôt. Et il y a plusieurs raisons de se réjouir.

L’approche ne relève pas vraiment de la biomimétique mais s’en approche. Les « ingrédients » et les phénomènes physiques en jeu se trouvent dans la nature. Et les nanotechnologies – bien maîtrisées à l’EPFL – sont utilisées pour ne déposer que des couches ultra-minces (de l’ordre du millionième de millimètre) de matière sur le verre qui compose l’interface entre anode et cathode. On est bien loin des risques technologiques inhérents aux OGM, à la fission nucléaire ou encore aux hautes températures.

L’autre intérêt majeur de ce projet réside dans le fait que la technologie en jeu n’impose pas une taille minimale pour être efficace. Comme pour les installations photovoltaïques classiques, il est possible d’exploiter des « centrales » dont la puissance n’atteint pas un millième de celle d’une centrale nucléaire. Ceci signifie que les investissements et le développement de cette technologie ne sont pas réservés à des grands groupes capables de lever des milliards de francs. Ainsi, le cercle des utilisateurs peut recouvrir celui des investisseurs, ce qui permet de concevoir des unités de production décentralisées et de concrétiser le slogan « penser globalement, agir localement ».

Enfin, l’idée de convertir l’énergie solaire en énergie chimique pouvant être stockée constitue le complément indispensable à l’énergie photovoltaïque dont la part devrait devenir très significative (théoriquement plus de 50% de l’approvisionnement en électricité). En effet, l’injection de l’énergie photovoltaïque dans le réseau électrique fonctionne bien aussi longtemps que cette part reste marginale (en Suisse, aujourd’hui, moins de 1%), car il est toujours possible de réduire temporairement la production d’autres sources (barrages, centrales à gaz).

J’ai naïvement posé au prof. Sivula la question de ce que l’on pouvait faire de l’oxygène produit en proportion de l’hydrogène (2 H2O -> 2 H2 + O2). En effet, l’oxygène est le comburant par excellence et devrait permettre d’optimiser des processus de combustion, de la même manière que l’injection très précise de carburant dans les moteurs à explosion les a rendus bien plus performants. Pourquoi ne pas imaginer un moteur à explosion alimenté avec l’hydrogène et l’oxygène produits avec ces cellules d’un nouveau genre? Le classique moteur à piston est peu adapté à la combustion de l’hydrogène pur. La faible densité du mélange hydrogène-air nécessite des conduits d’admission et des soupapes de grand diamètre et la course sinusoïdale du piston crée un pic de pression trop long au point mort haut pour permettre un fonctionnement en détonation. Il existe toutefois d’autres possibilités comme la quasiturbine ou le moteur Wankel. En outre, la formulation du carburant peut aisément être adaptée (adjonction d’additifs au dihydrogène) pour permettre une adaptation plus facile des moteurs à hydrocarbures (voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_%C3%A0_hydrog%C3%A8ne).

PS: On ne le répétera jamais assez, le soleil envoie en permanence sur la Terre 10’000 fois l’énergie totale consommée aujourd’hui par l’humanité. Une société n’exploitant que les énergies renouvelables (issues directement ou indirectement du Soleil) n’est pas une utopie. Mais une évidence!

2 réflexions au sujet de « L’énergie du soleil directement transformée en hydrogène »

  1. N’importe quel site naturel? Probablement les plus précieux. Ce serait une catastrophe d’opposer les énergies renouvelables entre elles!
    Pour l’heure, même en Suisse, l’éolien représente la technologie renouvelable la plus rentable. Mais, dans ce domaine, rien n’est définitif! Heureusement, les éoliennes peuvent être démantelées plus facilement et à bien moindre frais que les centrales nucléaires…
    A noter que les technologies solaires « mangent » aussi les paysages. Et même s’il ne s’agit que de 0,01% des terres émergées, cela représente toujours des milliers de kilomètres-carrés…

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