Dans un monde où le souci écologique est une des principales préoccupations, toutes les nations s’intéressent de plus près concernant une nouvelle production d’énergie : l’hydrogène. Cet élément entre en grande partie dans la composition de là presque totalité des matières de l’univers comme les étoiles, les nuages, mais aussi l’eau. Dans le cadre de la transition énergétique, de nouvelles méthodes sont employées pour la production de l’hydrogène dont l’électrolyse de l’eau. Dans ce présent article, nous allons offrir tout un guide concernant la production d’hydrogène par la méthode de l’électrolyse de l’eau.
Qu’est-ce-que l’hydrogène ?
En premier lieu, il est préférable de déterminer ce qu’est vraiment l’hydrogène. L’hydrogène est avant tout le principal élément chimique, de formule H, qui entre dans la constitution du Soleil et d’autres corps stellaires présents dans l’Univers. On peut aussi en trouver dans les matières interstellaires et intergalactiques comme les grandes planètes telles que Jupiter ou encore Saturne. En effet, cet élément chimique est en réalité un gaz très léger. Son poids est certes négligeable, cependant, il ne faut pas omettre que l’hydrogène est hautement inflammable, mais il n’est ni toxique ni corrosif et aussi, il est inodore. Bien qu’omniprésent dans tout l’Univers, l’hydrogène se présente rarement sous sa forme la plus pure. Sur Terre, par exemple, l’hydrogène est associé à d’autres corps atomiques pour donner des éléments comme l’eau (H2O), dans tous ses états (liquide, solide et gazeux). Il est aussi possible de trouver des traces d’hydrogène combinées avec d’autres éléments dans les émanations des volcans en prenant la constitution du méthane (CH4) et dans les hydrocarbures (HC) comme le pétrole.
Les avantages de l’hydrogène
L’hydrogène est très fréquemment utilisé dans le cadre de la production industrielle. En premier lieu, l’hydrogène constitue la principale matière pour la composition de l’ammoniac et le méthanol. En second lieu, l’hydrogène est notamment utilisé pour en qualité de réactif dans le processus de raffinage des hydrocarbures à l’état brut. De ces procédés, on peut alors obtenir des produits pétroliers, des carburants et des biocarburants. Il est aussi à noter que l’hydrogène est un « vecteur énergétique ». Pourquoi ? Parce qu’il est possible de stocker et de transporter l’énergie contenue dans l’hydrogène. De ce fait, cet élément chimique est aussi capable de produire assez d’énergie pour faire fonctionner différents engins comme les voitures ou encore les bateaux.
L’hydrogène, une énergie plus propre pour le futur.
Dans le cadre de la transition énergétique, de plus en plus de pays, dont la France, l’Allemagne et même les USA, se tourneraient vers l’hydrogène pour établir des solutions énergétiques. En effet, l’hydrogène peut être exploité « proprement » et « sans dégâts conséquents ». Ces deux traits sont bénéfiques et entrent parfaitement dans le cadre de la lutte menée contre les problèmes liés à la production de l’énergie solaire et de l’énergie éolienne. Dans ce contexte alors, des études ont été menées quant aux différents moyens pour la production de l’hydrogène et l’on a obtenu comme conclusion que l’électrolyse de l’eau est moins néfaste donc plus écologique.
La production de l’hydrogène par l’électrolyse de l’eau
En principe, l’électrolyse de l’eau est un procédé électrolytique qui consiste à séparer les atomes d’hydrogène et d’oxygène de l’eau grâce au courant électrique. En effet, l’électricité agira comme l’élément qui va séparer la molécule d’eau en ses différents composants, dont le dihydrogène qui donnera l’hydrogène et l’oxygène.
Hydrogène vert ou hydrogène jaune ?
Selon l’origine de la production de l’électricité qui a été utilisée pour l’électrolyse de l’eau, il est parfois possible de donner deux catégories distinctes de l’hydrogène obtenu. Dans ce cas, il a ce qu’on appelle l’hydrogène « vert » et l’hydrogène « jaune ».
En effet, si le courant électrique employé provient des énergies renouvelables, l’hydrogène obtenu sera qualifié de « vert ». Ces énergies renouvelables peuvent être issues du Soleil (énergie solaire) et du vent (énergie éolienne). Dans d’autres cas, l’électricité peut être obtenue par le biogaz ou encore l’hydroélectricité.
Dans le cas où le courant électrique est issu des sources nucléaires comme l’uranium, l’hydrogène obtenu à la suite de l’électrolyse de l’eau sera qualifié de « jaune ».
La production de l’hydrogène à partir de l’électrolyse de l’eau offre multiples avantages. En effet, l’hydrogène serait une bonne alternative de source d’énergie parce qu’il se trouve en quantité hautement considérable et peut donc être qualifié de source d’énergie intarissable. De plus, l’électrolyse de l’eau est une méthode de production d’hydrogène qui peut être qualifiée de « propre ». L’opération elle-même ne produit aucun dommage écologique, donc non polluant. D’ailleurs, pour la combustion de l’hydrogène, aucune émission de gaz carbonique n’est produite. Par conséquent, l’hydrogène n’est en aucun cas un danger pour l’environnement et n’a aucun impact négatif sur la couche d’ozone. De ce fait, l’hydrogène est considéré comme la source d’énergie fiable pour le futur.
L’inconvénient de l’hydrogène
La production d’hydrogène par la méthode de l’électrolyse de l’eau est sûrement plus écologique, mais il ne faut pas oublier le coût élevé. En effet, les matériaux nécessaires pour la réalisation de cette opération sont assez onéreux. Cependant, pour pouvoir bénéficier plus librement de cette nouvelle source d’énergie, les experts mènent des recherches quant à l’utilisation des équipements à faible coût, mais très efficace pour la production d’hydrogène par l’électrolyse de l’eau.
Les autres moyens de production d’hydrogène
Production d’hydrogène à base de biomasse
Il faut noter qu’il est possible de transformer la biomasse pour donner des corps gazeux par l’intermédiaire de la vapeur d’eau. Le gaz produit sera appelé « gaz de synthèse ». Ce dernier est composé en majeure partie de dihydrogène et de monoxyde de carbone. Afin de donner l’hydrogène tant attendu, le gaz de synthèse doit être traité afin d’être débarrassé de ses composants carboniques.
Production d’hydrogène à base d’hydrogènases
Ici, le but est de recréer artificiellement le schéma de la synthèse de l’hydrogène. Les hydrogènases sont des classes d’enzymes ayant la capacité de catalyser la conversion des protons en hydrogène.
Production d’hydrogène à l’aide des hydrocarbures
Dans ce procédé, on utilise le plus souvent de la vapeur d’eau, une source de chaleur et un élément catalyseur. Ces derniers cassent les molécules d’hydrocarbures pour donner l’hydrogène. Cependant, en vue des retours polluants de la pratique, la production d’hydrogène par le biais des hydrocarbures n’est pas très écologique. De plus, elle a des effets néfastes sur la couche d’ozone à cause des émissions de gaz à effet de serre.
Exploitation des fonds marins
Il est bien connu que les chaînes volcaniques des fonds sous-marins regorgent des gisements d’hydrogène. Mais avec l’accès parfois difficile, l’exploitation de l’hydrogène dans ces endroits se révèle problématique. Par conséquent, les scientifiques mettent en place des projets pour extraire l’hydrogène contenu dans les autres couches profondes de la Terre.