Principales méthodes de production d’hydrogène :techniques et applications

Les différentes méthodes de génération d'hydrogène sont nombreuses, selon la matière source, si le produit final doit être de l'hydrogène pur ou une sorte de composé hydrogène, et quelles sont ses utilisations prévues. La production de carburant hydrogène pour les fusées ou les voitures à pile à combustible liquide comprimé peut être réalisée par le processus relativement simple et bien connu d'électrolyse, divisant l'eau en atomes d'oxygène et d'hydrogène chargés en y faisant passer un courant électrique. D'autres formes de génération d'hydrogène avec un milieu à base d'eau comprennent l'hydrolyse à l'aide de borane d'ammoniac et la thermolyse thermochimique modifiée, où le soufre-iode est introduit pour produire de l'hydrogène dans un réacteur nucléaire et le composé soufre-iode est ensuite conservé pour une utilisation ultérieure.

Les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) qui produisent de l’électricité constituent une autre option énergétique alternative qui utilise et produit des composés d’hydrogène dans le processus, sans nécessiter d’eau liquide. Ils fonctionnent comme une batterie, sauf que leur apport peut être du gaz naturel et qu’ils produisent du dioxyde de carbone et de l’électricité. Il existe de nombreuses variantes des piles à combustible solide, la plupart impliquant l'utilisation de températures élevées et d'une sorte de métal lourd coûteux comme le platine. Une nouvelle forme de pile à combustible à hydrogène utilise de l'eau et remplace le platine par un composé métallique de molybdène beaucoup moins coûteux, et est 70 fois moins chère que l'utilisation du platine tout en étant capable de fonctionner avec de l'eau de mer.

Des méthodes beaucoup plus lentes de génération d’hydrogène en masse incluent l’utilisation de processus biologiques tels que la fermentation et la fermentation sombre, qui ne nécessitent pas la présence de lumière pour fonctionner. Les réactions microbiennes, appelées électrohydrogenèse, peuvent générer de l'hydrogène à partir des eaux usées. L’utilisation de plantes comme les algues pour la production d’hydrogène est également en développement. En 2005, des chercheurs sur les algues du National Renewable Energy Laboratory (NREL) aux États-Unis prévoient que leur projet de production d'hydrogène réduira le coût à 2,80 dollars américains (USD) par kilogramme, ce qui le rendra compétitif par rapport à l'essence.

Une autre méthode nouvelle pour produire de l’hydrogène consiste à utiliser l’énergie électrique des cellules solaires. Les cellules du concentrateur solaire canalisent l'énergie électrique vers un oxyde solide qui fonctionne à haute température, supérieure à 2 012° Fahrenheit (1 100° Celsius). On s’attend à ce que 50 % de l’énergie solaire soit convertie en une valeur équivalente en énergie hydrogène. Des recherches sont en cours pour la production d'hydrogène, car les coûts pourraient être aussi bas que 0,85 dollar américain (USD) par watt, ce qui est comparable à l'efficacité des systèmes d'énergie éolienne. La production d'hydrogène peut être réalisée par de nombreux moyens peu coûteux, peu technologiques ou coûteux, de haute technologie, les recherches actuelles en faisant une énergie alternative pratique aujourd'hui, et non dans un avenir lointain.

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