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Découverte majeure : Production d'hydrogène vert 10 fois moins cher !

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Une équipe de chercheurs du Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) a découvert un moyen de produire de l'hydrogène qui pourrait mettre fin à l'une de ses principales limites pour décoller comme alternative propre aux énergies fossiles : son prix élevé.

La clé est la découverte d'un composé capable de générer de l'hydrogène vert en utilisant dix fois moins d'iridium que d'habitude dans le processus, un métal de transition extrêmement rare et coûteux.

ALFA ROMEO

Un composé qui rend le catalyseur moins cher "jusqu'à dix fois"

électrocatalyseur
Électrocatalyseur. Source : SCCI

De toute la "palette de couleurs" possible quand on parle de production d'hydrogène, quand on parle d'hydrogène vert, on fait référence à celui qui a été obtenu à partir d'énergies renouvelables sans générer d'émissions polluantes par électrolyse de l'eau.

Dans le secteur de l'énergie, l'hydrogène vert est perçu par de nombreux acteurs comme un futur substitut au gaz naturel, mais il présente encore des limitations majeures qui l'empêchent de décoller. En ce sens, outre le manque d'infrastructure, la complexité du processus est l'un des aspects qui rend le prix final plus cher.

Un exemple en est les électrolyseurs nécessaires à la production d'hydrogène vert, tels que les soi-disant « PEM » (acronyme de Proton Exchange Membrane).

Selon le chercheur du CSIC à l'Institut de catalyse et de pétrochimie (ICP), Sergio Rojas, ceux-ci "fonctionnent très bien, ils sont efficaces, mais ils coûtent très cher pour les matériaux qu'ils utilisent". L'un d'eux est l'iridium "qui n'est pas seulement cher, mais est l'un des matériaux les plus rares et les plus largement distribués sur Terre".

Composé

Actuellement, l'iridium a un prix exorbitant d'environ 4 600 dollars (4 172 euros) l'once troy (une unité de mesure utilisée dans les métaux précieux qui équivaut à environ 32,15 grammes), selon l'une des entreprises leaders du secteur, Johnson Matthey.

Pour relever ce défi, les chercheurs du CSIC ont conçu un oxyde métallique, un catalyseur composé de dix fois moins d'iridium que celui utilisé commercialement (de 2 milligrammes par centimètre carré à 0,2), et ont atteint les mêmes performances.

"Nous avons décuplé le coût du catalyseur", explique José Antonio Alonso, chercheur du CSIC à l'Institut des sciences des matériaux de Madrid (ICMM), qui souligne l'importance de la recherche fondamentale comme étape préalable à la recherche appliquée dans cette découverte. : "Nous avons obtenu ce composé il y a dix ans, mais jusqu'à présent nous n'avions pas trouvé d'application."

Hydrogène

Une autre chercheuse, María Retuerto (scientifique à l'Institut de catalyse et de pétrochimie du CSIC), souligne également que cette découverte « ouvre la porte à d'autres matériaux similaires et évolutifs ».

Bien que l'évolutivité de ce composé particulier soit complexe en raison des exigences d'un four spécialisé avec une pression d'oxygène de 200 bars, les chercheurs sont optimistes, suggérant qu'il est probable que "vous n'avez pas besoin d'avoir exactement le même composé de départ".

En bref, la restructuration de la surface du catalyseur pourrait permettre l'utilisation de matériaux très similaires avec une activité catalytique tout aussi efficace. En outre, il met en évidence l'importance de la possibilité de mise à l'échelle dans la production de masse de ces matériaux.

iridium

Alors que l'industrie de l'hydrogène vert cherche à produire de grandes quantités de manière rentable, le composé (oxyde métallique) est retenu comme précurseur de catalyseurs prometteurs. En fait, du CSIC, ils assurent que des entreprises comme Johnson Matthey ont déjà manifesté leur intérêt pour cette technologie.

Fin 2022, les mêmes équipes de recherche ont déjà avancé le procédé derrière ce composé et ses dérivés dans Nature Communications, et démontré la possibilité de réduire le taux d'iridium dans les catalyseurs utilisés dans l'électrolyse PEM.

La nouvelle découverte faite par les chercheurs du CSIC représente une avancée significative dans la production d'hydrogène vert et montre le potentiel de la recherche scientifique fondamentale pour dynamiser l'industrie de l'hydrogène.

HYUNDAI

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