Innovation / Produire de l’hydrogène avec l’air ambiant

À Lausanne, en Suisse, une équipe de l’École polytechnique fédérale EPFL a développé une feuille artificielle solaire utilisant une nouvelle électrode transparente et poreuse. En captant l’humidité de l’air, ce procédé permet de convertir l’eau atmosphérique en hydrogène. Une idée qu’exploite déjà une équipe de la KU Leuven en Belgique. L’innovation suisse vient dans l’utilisation d’électrodes à diffusion du gaz, transparentes, poreuses et conductrices. Ce qui rend cette technique facile à installer et à dupliquer.

Photosynthèse

Le point de départ de ce projet, en collaboration avec Toyota Motor Europe, est la photosynthèse. Une propriété des végétaux qui leur permet de capter le CO2 et l’eau autour d’eux pour les transformer en sucres et en amidon grâce à la lumière du Soleil. Une propriété qu’une équipe multidisciplinaire exploite également en Belgique pour produire de l’hydrogène avec des algues bleues. Mais revenons en Suisse, à l’EPFL.

Matériau semiconducteur

Les électrodes transparentes à diffusion de gaz ont été conçues à Lausanne par par Kevin Sivula et son équipe. Leur substrat consiste en un maillage tridimensionnel de fibres de verre. Ce qui les rend transparentes. Et donc exploitables avec la lumière solaire. Elles peuvent être revêtues d’un matériau semiconducteur photosensible pour récolter la lumière. Ce dernier agit comme une feuille. L’énergie solaire est ainsi stockée sous forme de liens hydrogène.

Quel avenir ?

La cellule photoélectrochimique (PEC) a généralement besoin d’un matériau photosensible à immerger dans une solution liquide pour provoquer la réaction chimique. L’équipe lausannoise a réussi à le faire avec du gaz et l’humidité de l’air. Cela annule l’inconvénient des dispositifs à liquide limitant la surface exploitable. Toutefois, pour l’instant les cellules basées sur les liquides ont une efficacité théorique maximale de 19 % pour la conversion solaire-hydrogène contre 12 % pour le prototype de l’EPFL. Cependant, il reste de larges possibilités d’optimisation de cette innovation. Laissant poindre l’espoir d’une production d’hydrogène moins énergivore que l’électrolyse et, surtout, que le vaporeformage de méthane, la méthode la plus répandue actuellement.