Énergie à partir de l'eau : les USA ont découvert un moyen de produire de l'hydrogène jaune (encore plus durable que l'hydrogène vert)
La découverte de l'hydrogène jaune aux États-Unis pourrait changer le futur de l'énergie, grâce à une méthode écologique sans émissions de gaz à effet de serre
Imaginez comment le monde changerait s’il était possible de produire de l’énergie en utilisant uniquement de l’eau. C’est l’objectif que l’humanité tente d’atteindre, et jamais auparavant nous n’avons été aussi proches. Les Etats-Unis viennent de découvrir une source si prometteuse qu'ils ont dû lui donner un nouveau nom. Les experts parlent déjà de «hydrogène jaune», qui n’a rien à voir avec le vert ou le bleu. De plus, il pourrait s’agir d’une invention révolutionnaire que le monde entier copierait, comme cela s’est produit avec le rouge, qui continue de progresser de manière imparable au Japon.
L'hydrogène jaunemieux connu sous le nom de hydrogène photochimiqueou bien, il est généré par une réaction de photocatalyse de séparation de l'eau. Le principe de base de cette méthode est de limiter le nombre de réactions, en utilisant l’énergie solaire et des catalyseurs manipulés pour séparer les molécules d’eau en hydrogène et oxygène.
Cette forme d’hydrogène, appelée hydrogène jaune, contrairement aux autres formes conventionnelles de production d’hydrogène, n’utilise pas d’énergie fossile et n’a pas d’impact négatif direct sur le climat par l’émission de gaz à effet de serre. Il est similaire à l’hydrogène orange, mais ne dépend pas des eaux usées, ce qui constitue la principale différence.
Comment est produit l’hydrogène jaune ?
Le processus de production d’hydrogène jaune suit ces étapes :
- Les photocatalyseurs semi-conducteurs et la lumière du soleil sont utilisés pour diviser l’eau en hydrogène et oxygène, un processus similaire à l’électrolyse utilisée pour produire de l’hydrogène vert ou bleu.
- L'hydrogène est stocké et purifié pour être utilisé comme carburant ou pour d'autres usages divers. L'oxygène, produit comme sous-produit de la réaction, est libéré dans l'atmosphère.
- Les photocatalyseurs utilisés dans ce procédé comprennent des matériaux semi-conducteurs tels que le dioxyde de titane ou le sulfure de cadmium. Ces matériaux captent la lumière du soleil et l’exploitent, permettant ainsi le processus de division de l’eau à la surface du catalyseur.
Avantages et défis de l’hydrogène jaune aux USA
L’hydrogène jaune présente plusieurs avantages par rapport aux autres formes de production d’hydrogène :
- C'est une source d'énergie écologique qui n'émet pas de gaz à effet de serre et n'utilise pas d'énergie fossile.
- Certaines recherches ont révélé que l’efficacité de la conversion énergétique pourrait atteindre 19 %.
- Il peut être généré à petite échelle à l’aide de matériaux simples et bon marché, permettant ainsi une production décentralisée.
Cependant, il existe également certains défis liés à la production d’hydrogène jaune :
- Le processus n’a pas encore été affiné et optimisé comme les autres méthodes actuelles, et des recherches et des expériences supplémentaires sont nécessaires pour améliorer les résultats et l’application pratique.
- Certains des photocatalyseurs utilisés peuvent être coûteux et leur durée de fonctionnement est souvent limitée.
- Son taux de production est actuellement inférieur à celui de méthodes telles que le vaporeformage du méthane ou l'électrolyse.
Malgré ces défis, plusieurs projets en cours aux États-Unis explorent le potentiel de la production d’hydrogène jaune :
- Le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) travaille sur séparation de l'eau par photocatalyse et conçu plusieurs systèmes prototypes pour obtenir de l'hydrogène jaune.
- L'Université du Colorado à Boulder développe un nouveau matériau photocatalyseur plus efficace et plus économique que les matériaux actuels.
- L'Université de Californie à Berkeley mène des recherches dans le domaine de la photosynthèse artificielle et prévoit de créer de l'hydrogène jaune et d'autres produits chimiques précieux.
Certains États américains sont particulièrement adaptés au développement de l’hydrogène jaune :
- La Californie est la plus adaptée à la production d’hydrogène jaune, grâce aux ressources solaires et aux objectifs de transition vers des sources d’énergie renouvelables.
- Le Texas offre de grandes opportunités de croissance, car l’État dispose déjà d’un secteur développé de production d’énergie solaire et d’hydrogène.
- L’Arizona et, en particulier, le Nouveau-Mexique, peuvent être considérés comme des territoires à fort potentiel en hydrogène jaune, grâce à la disponibilité de terres et à des niveaux élevés d’irradiation solaire.
L’idée de produire de l’hydrogène jaune en Amérique est aussi optimiste qu’ambitieuse, et les chercheurs pensent déjà qu’elle pourrait devenir un substitut à moyen terme aux énergies fossiles. Ils posent cependant deux conditions : qu’il soit utilisé comme carburant pour décarboner les transports et qu’il soit associé à d’autres couleurs « plus propres », comme le blanc, le bleu ou le vert.
Source: NREL – Université du Colorado à Boulder – ScienceDirect
