Utiliser la lumière du Soleil pour produire de l'hydrogène à partir de l'eau de mer
La réaction électrochimique induite par la lumière, qui décompose l'eau en molécules d'hydrogène et d'oxygène, est connue depuis des décennies. Mais il a fallu tout ce temps pour que la production photoélectrochimique d'hydrogène devienne techniquement réalisable. Dans le cadre du projet SOLAROGENIX (Visible-light active metal oxide nano-catalysts for sustainable solar hydrogen production), financé par l'UE, des chercheurs ont surmonté les obstacles à la conversion directe d'énergie solaire en énergie chimique. Ils ont développé des photocatalyseurs nanostructurés et des matériaux hybrides pour augmenter la production photoélectrochimique d'hydrogène. Les semi-conducteurs nanostructurés métal oxyde sont globalement prometteurs. Ils ont soit tendance à bien absorber l'eau salée, soit à bien la diviser en oxygène et hydrogène, mais pas les deux. L'équipe de SOLAROGENIX s'est donc concentrée sur des catalyseurs nanostructurés d'oxydation de l'eau comme l'oxyde de titane, l'oxyde de fer (III) et le trioxyde de tungstène. Les effets exacts sur l'efficacité photoélectrochimique du dopage et de la structuration à différentes échelles de longueur ont été étudiés de manière expérimentale et à l'aide de simulations atomistiques. Les chercheurs ont créé une bibliothèque de catalyseurs d'oxydation de l'eau et une caractérisation complète a débouché sur la sélection des plus prometteurs. Au cours de l'étape suivante du projet, les chercheurs ont optimisé des procédés de production à grande échelle pour les matériaux sélectionnés avec pour objectif final de les implémenter dans un démonstrateur de la taille d'un module. Cela permettra non seulement d'évaluer les performances mais également d'estimer la rentabilité, afin d'établir un plan de développement commercial. Les travaux de SOLAROGENIX ont ouvert la voie à une production d'hydrogène durable, rentable et écologique à partir de l'eau de mer. Une étape majeure a été franchie vers la fabrication à l'échelle industrielle de cellules de fractionnement de l'eau, contribuant à répondre aux besoins énergétiques mondiaux.
Mots‑clés
Eau de mer, production d'hydrogène, photoélectrochimique, SOLAROGENIX, catalyseurs d'oxydation de l'eau