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Une équipe internationale de chercheurs a déterminé que l’ajout d’une simple couche d’acide au catalyseur d’un électrolyseur standard permettrait d’extraire l’hydrogène d’eau de mer non traitée avec une efficacité de près de 100 %.
Révolutionner la production d’hydrogène vert
La production d’hydrogène vert par électrolyse demandant d’importantes quantités d’eau (environ 9 litres pour obtenir 1 kilogramme de gaz), pouvoir utiliser directement l’eau de mer pour réaliser cette opération serait particulièrement avantageux. Problème de taille : les catalyseurs typiques, constitués d’oxyde de cobalt et de chrome, ont tendance à s’éroder au contact des ions de chlore, tandis que les précipitations insolubles de magnésium et de calcium encrassent leurs électrodes.
Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature Energy, des chercheurs des universités d’Adélaïde, du Kent, de Tianjin et de Nankai ont découvert que le fait de recouvrir un catalyseur standard d’acide de Lewis permettait de capturer suffisamment d’anions hydroxyle chargés négativement dans l’eau de mer pour générer un environnement puissamment alcalin avec un pH de 14 autour du catalyseur, stoppant à la fois les attaques de chlorure sur le catalyseur et la formation de précipités sur les électrodes.
« Nous avons divisé l’eau de mer naturelle en oxygène et en hydrogène pour produire de l’hydrogène vert par électrolyse, en utilisant un catalyseur non précieux et bon marché dans un électrolyseur commercial, avec des performances proches de celles des catalyseurs au platine/iridium fonctionnant dans de l’eau déionisée hautement purifiée », expliquent les auteurs de l’étude.
Une nouvelle façon de « dessaler » l’eau de mer
Avec l’accélération de la transition énergétique, l’augmentation de la population mondiale et l’intensification du réchauffement climatique, il ne fait aucun doute que la demande d’hydrogène vert va exploser au cours des prochaines décennies et les pénuries d’eau (qui devraient toucher deux tiers de la population mondiale d’ici 2025) s’aggraver.
Selon les chercheurs, si cette énergie propre pouvait être produite en masse à partir de l’eau de mer, une fois consommé (pile à combustible, processus de combustion…), l’hydrogène finirait par être combiné à l’oxygène et relâché dans l’environnement sous forme d’eau douce.
L’équipe a indiqué qu’elle travaillait à la mise à l’échelle de son approche pour les électrolyseurs actuellement vendus dans le commerce, et recherchait des partenaires industriels pour démarrer rapidement sa production.