Une technologie innovante de membrane à hydrogène
L’hydrogène produit à partir d’électricité sans émission carbone peut être utilisé dans un large éventail d’applications concernant pratiquement tous les secteurs de l’énergie, des transports à l’industrie, en passant par le secteur résidentiel et celui des dispositifs portables. Ce vecteur d’énergie durable achemine d’importantes quantités d’énergie dans des secteurs difficiles à décarboniser par électrification. Le projet MEMBRASENZ(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, constitue une étape importante pour concrétiser la transition vers cette énergie renouvelable. Améliorer l’efficacité de l’électrolyse L’électrolyse constitue une option prometteuse pour la production d’hydrogène à partir de ressources renouvelables. Il existe différents types d’électrolyseurs, les alcalins fonctionnent en transportant des ions hydroxyde à travers l’électrolyte, de la cathode vers l’anode, l’hydrogène étant produit du côté de la cathode. Les membranes de haute qualité sont très appréciées car elles peuvent séparer l’hydrogène pur à partir d’un mélange gazeux. «Les électrolyseurs peuvent contenir des matériaux membranaires d’une surface totale extrêmement vaste, d’environ 1 000 m2. Le succès de MEMBRASENZ repose sur l’utilisation d’un matériau composite parfaitement adapté aux exigences contraignantes et contradictoires s’appliquant aux membranes destinées à l’électrolyse alcaline», explique Jelena Stojadinovic, coordinatrice du projet, PDG et fondatrice de MEMBRASENZ GmbH. En outre, cette nouvelle membrane de pointe destinée à une production durable d’hydrogène répond aux exigences de pureté et peut être intégrée aux infrastructures existantes des secteurs de l’industrie, de l’énergie et de la mobilité. La conception de la membrane MEMBRASENZ apporte une solution aux défauts de l’amiante, dont l’usage est désormais interdit, ainsi qu’à ceux du Zirfon®, son produit de substitution habituel. Bien que ce dernier atténue les effets négatifs sur la santé et l’environnement, il présente de fâcheux inconvénients, notamment une stabilité mécanique et thermique insuffisante, une perméabilité à l’oxygène plus élevée à des températures supérieures à 100 degrés Celsius et une conductivité ionique plus faible, tous ces inconvénients ayant une incidence sur la rentabilité de la production d’hydrogène. «Notre nouvelle membrane de pointe augmente l’efficacité du processus d’électrolyse grâce à l’amélioration de l’imperméabilité au gaz, de la conductivité ionique et de la résistance thermique du matériau composite récemment développé», souligne Stojadinovic. «La membrane à hydrogène MEMBRASENZ est la seule sur le marché capable de supporter des températures supérieures à 100 degrés Celsius», ajoute Stojadinovic. Après 600 heures d’essais in situ sur la membrane à 120 degrés Celsius, les performances du matériau ne se sont pas dégradées et le processus d’électrolyse est resté à une tension stable. À titre de comparaison, la membrane de pointe proposée par la concurrence se dégrade à 100 degrés Celsius. Augmenter la température de la cellule réduit considérablement la tension nécessaire à l’électrolyse et optimise l’efficacité du système. Un lien essentiel pour la transition énergétique La demande, en matière de production d’hydrogène, devrait connaître une augmentation exponentielle au cours des prochaines années. Selon l’étude de marché MEMBRASENZ, la production annuelle d’hydrogène était estimée à plus de 50 millions de tonnes, ce qui correspond à 450 milliards d’euros, et devrait être multipliée par six d’ici 2025. L’électrolyse de l’eau est une technologie centrale de la révolution énergétique car il s’agit du seul processus de production d’hydrogène à faible émission. «Sur les parcs éoliens et solaires, l’excédent d’électricité qui n’est pas fourni directement au réseau électrique peut être utilisé pour réaliser l’électrolyse, l’hydrogène étant alors stocké afin d’être réutilisé ultérieurement. Les systèmes power-to-X, qu’ils soient reliés au réseau ou hors réseau, aident à équilibrer les productions irrégulières des énergies renouvelables», explique Stojadinovic. Les piles à hydrogène alimentent déjà des véhicules Toyota, Honda, Hyundai et Mercedes en énergie, ainsi que des flottes de bus et des trains à grande vitesse Alstom en Allemagne. L’installation de membranes MEMBRASENZ dans des électrolyseurs d’eau alcaline dans le monde entier favorisera l’adoption de l’électrolyse pour la production d’hydrogène, contribuant ainsi à fournir de l’hydrogène écologique à de nombreux secteurs. La membrane MEMBRASENZ promet d’accroître considérablement l’efficacité du processus, de réduire la consommation d’électricité et de faire baisser les coûts d’exploitation de plusieurs milliards de dollars.
