Production de chaleur sans émissions
En 1989, les électrochimistes Martin Fleischmann et Stanley Pons ont affirmé avoir démontré la fusion froide, c’est-à-dire une réaction nucléaire à température ambiante. Leurs expériences consistaient à charger du deutérium, un isotope stable de l’hydrogène, dans du palladium. Cette avancée promettait une production d’hydrogène et une source d’énergie pratiquement illimitée, bon marché et propre avec un impact environnemental minimal. Les difficultés rencontrées pour reproduire ces expériences ont cependant généré des doutes au sein de la communauté scientifique quant à la faisabilité même de la fusion froide. «Néanmoins, depuis 2015, Google a dépensé des millions sur ce sujet», explique Pekka Peljo, coordinateur du projet HERMES(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), de l’université de Turku(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en Finlande. «Des résultats ont été publiés à ce sujet dans «Nature»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en 2019. Bien qu’aucune preuve n’ait encore corroboré ce phénomène, l’article indique clairement qu’il reste encore beaucoup de choses intéressantes à découvrir dans ce domaine.»
Analyse des systèmes électrochimiques Pd-D
L’objectif du projet HERMES, financé par l’UE, était d’explorer ces possibilités, en étudiant les effets anormaux du palladium chargé de deutérium (Pd-D) à différentes températures. «Nous avons pensé qu'il serait intéressant de L’objectif du projet HERMES, financé par l’UE, était d’explorer ces possibilités, en étudiant les effets anormaux du palladium chargé de deutérium (Pd-D) à différentes températures. «Nous avons pensé qu’il serait intéressant d’explorer cette voie», ajoute Pekka Peljo. «La crise climatique a constitué une autre motivation. Nous avons besoin de nouvelles sources d’énergie et, par conséquent, même des options improbables comme la fusion à froid doivent être envisagées.» HERMES a appliqué des technologies de pointe pour préparer, caractériser et étudier les systèmes électrochimiques Pd-D, à la fois à température ambiante et à des températures allant jusqu’à 600 degrés Celsius. Les expériences impliquaient fondamentalement la génération électrochimique d’hydrogène ou de deutérium à partir de l’eau. Leur but était de déterminer si, même si aucun effet nucléaire ne pouvait être observé, des informations pouvaient néanmoins être dégagées concernant la production d’hydrogène.
De nouvelles perspectives de production d’hydrogène
HERMES a contribué à confirmer les principales conclusions de la recherche de Google, à savoir que la fusion froide n’est toujours pas prouvée (l’équipe de Google a récemment publié une nouvelle étude dans «Nature»)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Cependant, la combinaison de la synthèse et de la caractérisation des matériaux avec de nouvelles méthodes de calcul a généré de nouvelles connaissances sur la réaction d’évolution de l’hydrogène (un processus chimique qui produit de l’hydrogène). «Les nanostructures que nous avons conçues nous ont également fourni d’intéressantes indications sur la façon dont la taille et la forme des matériaux peuvent influencer l’évolution de l’hydrogène», explique Pekka Peljo. «Nous avons pu conclure que les nanomatériaux n’étaient pas en mesure d’atteindre des charges d’hydrogène suffisamment élevées en raison de leur effet de surface.» Le projet a également étudié l’utilisation de divers alliages ainsi que du palladium en tant que catalyseur pour l’évolution de l’hydrogène. Bien que loin d’être concluantes, les conclusions de ces travaux ont apporté de nouvelles perspectives dans ce domaine. De plus, plusieurs outils et méthodes développés dans le cadre du projet, pour notamment mesurer la chaleur et caractériser les particules, ont le potentiel d’être utilisés dans d’autres expériences.
Science des matériaux, électrochimie et modélisation informatique
L’équipe du projet espère s’appuyer sur ces travaux et appliquer les connaissances acquises à d’autres matériaux. «Le palladium sert également de catalyseur dans l’industrie chimique, il pourrait donc y avoir des opportunités dans ce domaine», conclut Pekka Peljo. HERMES a également formé plusieurs doctorants et étudiants postdoctoraux dans diverses disciplines, notamment la science des matériaux, l’électrochimie et la modélisation informatique. Nombre de ces chercheurs occupent désormais des postes à temps plein, garantissant à l’Europe l’expertise nécessaire pour mener la révolution de l’hydrogène.