Sources hydrogène
source : Air liquide

Sources

Production de l’hydrogène

Plus de 60 millions de tonnes (réf.Afhypac) d’hydrogène sont utilisées chaque année pour des applications diverses : réactif chimique, transport, stations à H2, chauffage. Pour se rendre compte de l’importance de cette quantité, ce montant équivaut  à 24% de la production du méthane, car le procédé de production le plus utilisé c’est le reformage du méthane. 1kg d’H2 contient l’équivalent à 3 jours d’énergie électrique pour une famille belge moyenne.

L’hydrogène est ce que l’on appelle un vecteur d’énergie. Cela veux dire qu’avant qu’il puisse produire de l’électricité, il faut d’abord le dissocier des molécules auxquelles il se trouve associé comme par exemple l’eau (H2O) ou des molécules organiques (composte, gaz naturel, pétrole (Méthane), algues, etc.…) . Indépendamment du mode de production, la consommation de l’H2 n’émet que de la vapeur d’eau.

1. Vaporeformage

Le processus industriel le plus répandu pour produire de l'hydrogène est le vaporeformage du gaz naturel qui est essentiellement composé de méthane (CH4). À une température comprise entre 700 et 1 100 °C, la vapeur d'eau réagit avec le méthane en donnant du monoxyde de carbone et de l'hydrogène. La purification de l'hydrogène étant plus facile sous forte pression, le reformage est réalisé sous une pression de 20 Atmosphères. Le mélange hydrogène/monoxyde de carbone est communément appelé gaz de synthèse. Si la réaction est faite en présence d'un excès de vapeur d'eau, le monoxyde de carbone est oxydé au niveau d'oxydation supérieur, conduisant au dioxyde de carbone, ce qui augmente la production d'hydrogène. Dans ce processus, à chaque kg de H produit, 10kg de CO2 sont dégagés.

 

2. Electrolyse de l’eau avec le platine

La méthode alternative et décarbonée (zéro CO2) pour la production d’hydrogène est l’électrolyse de l’eau (H2O). Il s’agit d’un procédé qui décompose l'eau en dioxygène et dihydrogène gazeux avec l'aide d'un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes — habituellement en métal inerte (dans la zone de potentiel et de pH considérée) comme le platine — immergées dans l'eau  et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu.

 

3. Electrolyse de l’eau avec les enzymes

L’électrolyse est une méthode de production d’hydrogène à partir de l’eau avec l’aide d’un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes habituellement en platine, un métal précieux qui rend le cout de cet appareil très cher. L’alternative moins cher et plus rentable que le platine, envisagée par le Dr. Lorge, président de la fondation H2life et directeur d’un projet de développement  d’électrolyseur et de pile à combustible est l’utilisation d’enzymes. Les enzymes sont des protéines qui ont une activité catalytique. On les trouve naturellement dans tous les animaux et végétaux, on peut également les synthétiser industriellement.

Pour la dissociation de l’eau (H2O) et production d’H2, le Dr. Lorge s’est inspirée de la photosynthèse, plus précisément, sa première étape, qui consiste à dissocier les éléments de l’eau en utilisant l’énergie solaire et des enzymes.
Cette méthode appelée Enzymolyse ou électrolyse enzymatique est renouvelable et cyclique comme les phénomènes biologiques. Les éléments de l’eau sont dissociés et réassociés au cours de la production d’énergie.

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Afhypac

Association Française pour l’H₂ et les Piles à Combustible. www.afhypac.org

Horizon Fuel Cell

Producteur mondial de piles à combustibles à H₂ et produits intégrés jusqu’à 5000W. www.horizonfuelcell.com

Tout est quantique

Site de l’équipe « La Physique Autrement » du Laboratoire de Physique des Solides (université Paris-Sud) pour la présentation et diffusion des recherches vers le grand public et le monde éducatif.  www.toutestquantique.fr

ITM Power

Fabricant de systèmes intégrés d’énergie à H₂. www.itm-power.fr

McPhy energy

Spécialiste dans le stockage d’H₂ sous forme solide, à base d’hydrures métalliques. www.mcphy.com

Planète H₂

Site dédié à l’H₂ et aux nouvelles technologies de la société Air Liquide. Le film Planète H₂

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