Le photoélectrolyseur le plus efficace au monde pour la production d’hydrogène vert
Comment la technologie photoélectrochimique révolutionnaire développée par l’UNIST en Corée du Sud change le paysage de la production d’hydrogène vert, garantissant efficacité, durabilité et évolutivité
Dans le domaine des énergies renouvelables, un développement récent promet de transformer notre façon de penser la production hydrogène vert. Grâce aux travaux des chercheurs deInstitut national des sciences et technologies d’Ulsan (UNISTE) en Corée du Sud, une nouvelle technologie photoélectrochimie fait de grands progrès vers l’efficacité et la durabilité. Cette innovation améliore non seulement la conversion de l’énergie solaire en hydrogène, mais elle le fait de manière plus stable et évolutive que les méthodes précédentes.
L’équipe de l’UNIST a retravaillé le concept de cellules photoélectrochimiques traditionnel, répondant avec succès aux problèmes liés à l’efficacité et à la durabilité. Leur système innovant intègre toutes les qualités recherchées pour une production optimale d’hydrogène : haut rendement de conversion de l’énergie solaire en hydrogène, longue durée de vie et possibilité d’évolutivité industrielle.
À ce jour, en effet, les appareils de photoélectrolyse proposés à ce jour ont montré des limites significatives en termes de stabilité et d’efficacité, principalement dues à la corrosion des matériaux et à une conversion d’énergie sous-optimale. Jusqu’à présent, les performances les plus prometteuses se limitaient à des prototypes de dimensions limitées, réalisés en laboratoire. Médecin Dharmesh Hansorapremier auteur de l’étude, a souligné l’importance de ce résultat en déclarant :
La photoélectrode développée dans cette étude a maintenu une efficacité élevée même sur de grandes surfaces. En mettant l’accent sur la démonstration sur le terrain pour la commercialisation de la production d’hydrogène vert à l’avenir, la technologie de l’hydrogène vert alimentée par l’énergie solaire devrait être commercialisée avant 2030.
Performance exceptionnelle
La nouvelle technologie photoélectrochimique utilise semi-conducteurs spécialisés, exposé à la lumière du soleil et immergé dans un électrolyte, pour générer de l’hydrogène en divisant l’eau. Ces dispositifs peuvent prendre diverses formes, depuis les configurations de panneaux les plus courantes, similaires aux panneaux photovoltaïques, jusqu’aux systèmes de particules photocatalytiques en suspension. Les principaux défis à relever concernent l’augmentation de l’efficacité, grâce à une meilleure absorption de la lumière et une catalyse plus efficace, l’augmentation de la durabilité grâce à des matériaux résistants à la corrosion et la réduction des coûts de production. Le professeur Jae-seong Lee de l’UNIST souligne l’importance de surmonter les limitations dimensionnelles des appareils de laboratoire pour commencer une véritable commercialisation.
La clé du succès du dispositif sud-coréen réside dans leutilisation de pérovskite comme matériau de photoélectrode, connu pour ses excellentes performances en termes d’efficacité photovoltaïque et son coût relativement faible. Bien que les pérovskites soient généralement sensibles aux stress environnementaux, tels que les rayons ultraviolets et l’humidité, l’équipe de recherche a développé une variante de pérovskite plus résistante, remplaçant le cation méthylammonium traditionnel par du formamidinium et protégeant la surface en contact avec l’eau avec un revêtement de nickel pour éviter la corrosion.
Une innovation significative a également été l’introduction d’un approche modulaire dans la conception de la photoélectrode, ce qui a permis de s’affranchir des restrictions dimensionnelles typiques de ces composants. Grâce à la connexion horizontale et verticale de petites photoélectrodes, l’appareil a atteint un rendement de conversion de l’énergie solaire en hydrogène de plus de 10 %, établissant ainsi un nouveau record pour les appareils à grande surface. Ces résultats représentent une avancée décisive vers la commercialisation de l’hydrogène vert et ont été décrits en détail dans une étude publiée dans Énergie naturelle.
Source: Institut national des sciences et technologies d’Ulsan – Énergie naturelle
