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L’hydrogène, carburant du futur ?
À l’heure où les besoins énergétiques mondiaux augmentent considérablement, de paire avec l’empreinte carbone sur notre planète, de nombreux pays se tournent vers les énergies renouvelables comme alternative aux énergies fossiles. Toutefois, la grande majorité d’entre elles conduit à la production d’électricité, une forme d’énergie qui n’est pas toujours la mieux adaptée aux besoins énergétiques (par exemple pour les transports) car elle n’est pas facile à stocker dans l’état actuel de notre technologie.
L’hydrogène moléculaire H2 pourrait apporter une solution. Utilisé avec l’oxygène O2 dans une pile à combustible, il permet de générer de l’électricité et de la chaleur avec un rendement élevé et de l’eau pour seul « déchet ». À l’inverse, pour fabriquer de l’hydrogène moléculaire dont il n’existe pas de gisement naturel, on peut effectuer l’électrolyse de l’eau, réaction qui nécessite un apport d’électricité, d’origine renouvelable par exemple.
Dans les deux cas, le rôle des électrochimistes est primordial. Ils doivent améliorer les performances de chacun des composants de l’électrolyseur ou de la pile à combustible pour augmenter le rendement, rendre possible la miniaturisation et diminuer les coûts. Par exemple, trouver des alternatives aux électrodes en métaux nobles (et donc rares et chers) en les remplaçant par des électrodes modifiées à base de matériaux organiques. Il s’agit aussi de trouver des moyens de stocker H2 sous une forme plus pratique que les bouteilles sous pression : la molécule d’H2 peut être stockée (sous forme d’hydrures) dans les interstices de poudres métalliques (150 l d’H2 dans une bouteille d’1/2l) et restituée au moment où on en a besoin.
Le partenariat entre des chimistes d’Orsay et de petites entreprises a permis la mise au point de prototypes. Ainsi un dispositif d’électrolyse de l’eau portatif permet de recharger en hydrogène le réservoir d’hydrure d’une petite trottinette équipée d’une pile à combustible. Un quart d’heure pour faire le plein pour trois heures d’autonomie : mieux que les voitures électriques actuelles ! La toute jeune filière hydrogène nécessite encore des développements mais gageons qu’elle fera partie de notre quotidien dans la seconde moitié du XXIe siècle !
Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay, CNRS-Université Paris 11
- L’Hydrogène au volant (extrait)
L’utilisation des énergies fossiles participe à l’augmentation des gaz à effet de serre et influe sur le climat. Il convient donc d’avoir une réflexion sur la place des énergies propres et renouvelables dans les choix énergétiques de demain. Ce film dresse un état des lieux de la recherche en France sur l’énergie hydrogène pour le transport.
Réalisation : Luc Ronat - Production : CNRS Images (2010)
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