La prise de conscience environnementale due à l’urgence écologique du réchauffement climatique pousse de nombreuses personnes à opérer une transition énergétique. Il s’agit d’abandonner les énergies fossiles comme le pétrole et le gaz naturel, qui émettent du dioxyde de carbone et des gaz à effet de serre, pour utiliser les énergies renouvelables.
Le développement des énergies renouvelables sans combustion pour la production d’électricité passe par l’utilisation de l’énergie photovoltaïque, l’énergie des éoliennes, l’énergie hydraulique et bien d’autres.
Découvrez dans ce qui suit l’hydrogène vert, une énergie renouvelable au potentiel impressionnant.
L’hydrogène
Un gaz léger
Élément chimique portant le symbole H et le numéro atomique 1, l’hydrogène ou H2 est un gaz incolore, inodore et insipide.
Environ 15 fois plus léger que l’air, il plane dans l’atmosphère terrestre.
L’hydrogène est également très réactif, ce qui explique qu’il est presque toujours combiné à d’autres éléments dans la nature, notamment l’eau, les hydrocarbures et les organismes vivants.
L’hydrogène est stockable et dense en énergie, ne produisant aucune émission directe de polluants ou de gaz à effet de serre lorsqu’il est utilisé comme carburant.
En outre, ce combustible de choix est l’élément le plus abondant dans l’univers, ce qui en fait un allié important contre la production d’électricité à partir de combustibles fossiles comme le gaz naturel.
L’hydrogène est un important fournisseur d’énergie pour la phase de transition énergétique, essentiel pour atteindre les objectifs de décarbonisation.
En plus de ne pas émettre de dioxyde de carbone, l’hydrogène peut être utilisé dans une grande variété d’applications (centrales électriques, véhicules, navires, avions, etc.).
Le principal défi de la production d’hydrogène est le coût de production, qui est actuellement élevé pour une large adoption.
Hydrogène
L’énergie du futur
Dans un monde où le développement des énergies renouvelables est la seule alternative aux énergies fossiles, l’hydrogène vert mérite l’intérêt de tous.
L’hydrogène produit à partir de sources d’énergie renouvelables est considéré comme un potentiel important pour la production d’énergie durable à l’avenir.
En tant que combustible, l’hydrogène ne produit que de l’eau en réaction avec l’oxygène. On dit que la combustion est propre et durable.
Un autre point intéressant est qu’il peut être stocké et transporté facilement, ce qui en fait un choix intéressant pour les systèmes énergétiques distribués.
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Comment l’hydrogène vert est-il produit ?
L’hydrogène vert est un hydrogène produit en divisant l’eau pour obtenir de l’hydrogène et de l’oxygène.
L’hydrogène sera utilisé pour produire de l’énergie tandis que l’oxygène sera libéré dans l’atmosphère sans aucun impact négatif sur l’environnement.
La division de l’eau en hydrogène et en oxygène se fait par un processus à forte intensité énergétique appelé électrolyse ». Il est important de noter que pour que l’hydrogène obtenu soit considéré comme respectueux de l’environnement, l’énergie requise pour l’électrolyse doit être fournie par des sources renouvelables telles que l’énergie photovoltaïque, éolienne et hydraulique.
Electrolyse alcaline
L’électrolyse alcaline est un procédé qui utilise une solution alcaline, telle qu’une solution d’hydroxyde de sodium ou de potassium, comme électrolyte.
Dans l’électrolyse alcaline, un courant électrique est appliqué à travers des électrodes immergées dans l’électrolyte. Ainsi, les ions hydrogène se déplacent vers l’anode, où ils sont oxydés, produisant des électrons et des ions hydronium. Les ions hydronium se déplacent vers la cathode, où ils sont réduits en hydrogène (gaz).
Électrolyse à haute température
La production d’hydrogène à partir de la division de l’eau peut être réalisée avec un rendement relativement élevé grâce à l’électrolyse à haute température. Cette technologie utilise des cellules à oxyde solide, fonctionnant en mode électrolyse pour produire de l’hydrogène à partir de la vapeur, tout en consommant de l’électricité et de la chaleur de procédé à haute température.
Cette méthode a un rendement plus élevé que l’électrolyse classique à température ambiante.
La production par électrolyse thermochimique présente l’avantage de ne pas nécessiter de courant électrique direct, ce qui facilite son intégration aux systèmes d’énergie renouvelable intermittente tels que l’énergie solaire ou éolienne.
Electrolyse PEM
Le système PEM est une méthode efficace et peu coûteuse qui utilise une membrane perméable aux protons pour séparer les réactions d’oxydation et de réduction qui se produisent respectivement à l’anode et à la cathode.
Lors de l’électrolyse PEM, l’eau traverse la membrane et un courant électrique est appliqué pour dissocier les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène.
Ainsi, lorsque le courant est appliqué à la batterie, l’eau se divise en hydrogène et en oxygène et les protons de l’hydrogène traversent la membrane pour former de l’hydrogène gazeux du côté de la cathode.
Utiliser les énergies renouvelables est une priorité dans la lutte contre le réchauffement climatique. Solution prometteuse, l’hydrogène vert est un carburant propre et durable produit à partir de sources d’énergie renouvelables telles que le vent et le soleil.
À l’instar des éoliennes et des panneaux photovoltaïques, les électrolyseurs d’hydrogène offrent une alternative écologique à la production conventionnelle d’électricité.