Hydrogène vert bas-prix de l'eau de mer et de la lumière du soleil: la nouvelle frontière de l'énergie propre
Développé par Cornell et University Partners, un prototype compact combine la distillation solaire et l'électrolyse pour produire de l'hydrogène vert et de l'eau potable directement à partir de l'eau de mer
Une équipe dirigée par l'Université Cornell a développé un dispositif solaire révolutionnaire qui, à l'aide de l'eau de mer, produit hydrogène vert Zéro émissions et, en tant que produit par le produit, génère de l'eau potable. Cette technologie à faible coût pourrait réduire considérablement le prix de l'hydrogène au cours des 15 prochaines années.
Le résultat de la collaboration entre Cornell, MIT, Johns Hopkins et Michigan State University, le nouvel appareil HSD-WE (Électrolyse hybride solaire-distillation-eau) représente un tournant dans le domaine de la durabilité. Ne mesure que 10 × 10 centimètres, mais est capable de produire 200 millilitres d'hydrogène par heureatteignant un Efficacité énergétique de 12,6% en utilisant exclusivement Soleil naturel et eau de mer.
À long terme, selon les estimations des chercheurs, cette technologie pourrait réduire le coût de l'hydrogène vert 1 dollar par kilogrammeune étape cruciale pour atteindre zéro émissions nettes d'ici 2050.
« L'énergie et l'eau sont des ressources fondamentales pour notre vie quotidienne, mais normalement l'un nécessite la consommation de l'autre », explique-t-il Lenan Zhangprofesseur à Cornell Engineering et chef de projet. « Aujourd'hui, les deux tiers de la population mondiale souffrent de rareté de l'eau. Et même l'hydrogène vert coûte cher précisément parce qu'il nécessite une eau déionisée, pure et coûteuse. »
Zhang, qui a précédemment travaillé sur les méthodes de développement du MIT pour déduire l'eau de mer à travers l'énergie du soleil, a étendu le concept, y compris la production d'hydrogène. « Nous nous sommes demandé: quelles sont les ressources les plus abondantes et les plus libres sur Terre? Le soleil et la mer », dit-il.
Un système intégré qui utilise chaque composant de l'énergie solaire
L'appareil créé par l'équipe Zhang résout l'une des principales limites des panneaux photovoltaïques: le mauvaise efficacité. Seulement 30% de la lumière du soleil se transforme en électricité, tandis que le reste se disperse chaleur. Ce système, en revanche, capture également le chaleur résiduellel'utiliser pour chauffer et évaporer Eau de mer.
La clé est un mécanisme de mèche capillaire: Pichez l'eau dans un film très mince, placé directement en contact avec le panneau solaire. De cette façon, il suffit de réchauffer uniquement le film et pas de grands volumes d'eau, améliorant leÉvaporation de plus de 90%.
Une fois évaporée, l'eau laisse derrière elle le sel et se condense comme de la vapeur de cessationprêt à être utilisé dans un électrolyser Cela l'a divisé dans l'oxygène et l'hydrogène.
Production d'hydrogène et d'eau potable dans un seul dispositif compact
La force de cette technologie réside dans son intégration multifonctionnelle. La conception combine la distillation, l'électrolyse, le photovoltaïque et les transferts d'énergie multiples (ensoleillé, électrique, thermique et chimique). Le résultat? UN Production suffisante d'eau pure pour générer de l'hydrogèneavec un excédent d'eau potable.
« Pour la première fois, nous avons réussi à générer suffisamment d'eau pour soutenir la production d'hydrogène, et en plus il y a un excès d'eau que vous pouvez boire. Deux objectifs, un seul appareil », explique Zhang.
Actuellement, le coût de la production d'hydrogène vert est autour 10 dollars par kilogrammemais en utilisant des ressources illimitées telles que le soleil et la mer, ce chiffre pourrait considérablement baisser en quelques années.
Zhang imagine également un avenir dans lequel le système vient intégré dans les parcs solaires: L'eau de mer refroidirait les panneaux améliorant son efficacité et prolongeait sa durée.
Source: Énergie et sciences de l'environnement
