Une nouvelle technologie des membranes pour une production d’hydrogène à faible coût
L’hydrogène vert, produit par l’électrolyse de l’eau alimentée par des énergies renouvelables, a le potentiel de propulser nos véhicules, stocker de l’énergie et transformer des processus industriels actuellement polluants. L’électrolyse de l’eau consiste à utiliser l’électricité pour séparer l’eau en oxygène et en hydrogène. «L’hydrogène électrolytique produit à partir d’eau et de sources d’énergie renouvelables est vraiment vert», explique Antonino Aricò, coordinateur du projet ANIONE au Conseil national de la recherche en Italie. «En effet,’il ne produit pas de carbone. Une réduction drastique des coûts d’investissement et d’exploitation est toutefois indispensable pour que ces technologies soient largement adoptées par le marché.»
Des membranes d’hydrocarbures à haute conductivité
Dans cette optique, le projet ANIONE a développé un moyen très performant de produire de l’hydrogène. «Notre objectif était de contribuer à la création d’une infrastructure de production d’hydrogène décentralisée, dans le but d’atteindre zéro émission nette de CO2 dans l’UE d’ici 2050», explique Antonino Aricò. Pour ce faire, les chercheurs d’ANIONE ont amélioré une technologie de pointe basée sur une membrane échangeuse d’anions (AEM) pour l’électrolyse de l’eau. Ils entendaient ainsi faciliter la production à grande échelle d’hydrogène à faible coût à partir de sources renouvelables. «Dans le cadre de ce projet, nous avons mis au point des AEM pour hydrocarbures affichant une conductivité et une stabilité élevées», explique Antonino Aricò. «Ces membranes ont été produites en conjonction avec des électrocatalyseurs et des assemblages membrane-électrode, tous fabriqués à partir de matières premières non critiques.» Dans un premier temps, les matériaux ont été sélectionnés et leur performance et leur stabilité ont été évaluées. L’équipe a également analysé leur durabilité dans des conditions de fonctionnement dynamiques. «Nous avons également réalisé une analyse qui a permis d’identifier divers avantages économiques», ajoute Antonino Aricò. Un plan d’exploitation a ensuite été élaboré, afin de déterminer la manière dont les innovations du projet pourraient être commercialisées. Le consortium ANIONE réunit un fabricant d’électrolyseurs et des fournisseurs de membranes, de catalyseurs et d’AEM.
Valider la technologie des membranes échangeuses d’anions
Le projet a validé cette nouvelle technologie dans un électrolyseur AEM de 2 kW. Ces essais ont permis de démontrer l’efficacité de l’innovation, ainsi que sa faible consommation d’énergie. Tout cela a été réalisé à l’aide de matériaux et de composants relativement bon marché et largement disponibles. «Nous avons pu démontrer une amélioration des performances et de la stabilité par rapport à l’état de l’art», explique Antonino Aricò. «Les prochaines étapes portent notamment sur le développement d’un grand électrolyseur AEM, en utilisant la technologie que nous avons développée.» Cela représente un facteur d’échelle de 100 et souligne les ambitions de l’équipe du projet. Parmi d’autres projets à venir, citons la construction et la démonstration d’un électrolyseur AEM entièrement intégré au réseau, afin de tester et de valider la technologie du point de vue du client. «Toutes ces étapes impliqueront de nouvelles activités de recherche et de développement axées sur l’amélioration des performances et la réduction des coûts», explique Antonino Aricò. «Plus avant, l’entrée sur le marché et le développement commercial nécessiteront des incitations, un soutien et une sensibilisation de la part des pouvoirs publics.»
De nouveaux emplois dans ;e domaine de la production d’hydrogène vert
ANIONE a joué un rôle important dans la validation de la technologie AEM et constitue un pas de plus vers la concrétisation d’une énergie verte et rentable produite à partir de l’hydrogène. Le projet a démontré qu’il est possible d’obtenir des composants en matériaux non-critiques stables et rentables pour les électrolyseurs d’eau AEM et a démontré la haute efficacité de cette technologie. «ANIONE a contribué à plusieurs enjeux importants tels que la production d’hydrogène renouvelable, les économies d’énergie et la sécurité énergétique en Europe», souligne Antonino Aricò. «L’électrolyse à faible coût peut également créer de nouveaux emplois dans le domaine de la production d’hydrogène distribué.»
Mots‑clés
ANIONE, hydrogène, énergie, électrolytique, renouvelable, hydrocarbure, électricité, membrane échangeuse d’anions
