Une meilleure production combinée d'électricité et de chaleur à base d'hydrogène pour les ménages
Les unités autonomes de production combinée de chaleur et d'électricité à usage domestique (cogénération), ou encore micro-cogénération, sont très efficaces et constituent une solution de substitution à l'utilisation d'une chaudière à gaz. Les unités de micro-cogénération peuvent fonctionner avec différents combustibles. Une version prometteuse repose sur l'hydrogène, qui résulte de l'électrolyse de l'eau et est stocké pour une utilisation à la demande. Son énergie chimique est transformée par l'unité de micro-cogénération en énergie électrique et en chaleur, générant uniquement de l'eau. La réduction des coûts et l'augmentation de la durabilité (qui réduit elle-même les coûts liés à la durée de vie) de l'unité de l'électrolyse pourrait considérablement renforcer son adoption sur le marché. À l'aide d'un financement de l'UE, les scientifiques ont développé et testé un électrolyseur d'eau à membrane d'échange de protons (PEM) amélioré pour le fonctionnement d'une unité de micro-cogénération dans le cadre du projet PRIMOLYZER («Pressurized PEM electrolyzer»). Les électrolyseurs PEM utilisent une membrane électrolytique polymérique et des électrodes de platine (Pt) pour décomposer l'eau en oxygène et en hydrogène. PRIMOLYZER a étudié et a mis au point des catalyseurs innovants ainsi que des membranes à base d'acide sulfonique perfluoré (ASPF) présentant une stabilité thermique et des propriétés mécaniques similaires mais des propriétés électriques nettement meilleures par rapport aux membranes de pointe. Les partenaires ont réuni tous les composants dans un assemblage membrane-électrode (AME), dont plusieurs ont été testés sur de longues périodes en vue d'évaluer leur durabilité. Deux piles à électrolyse PEM ont été produites à partir des assemblages les plus performants. La membrane et le catalyseur à réaction de formation d'oxygène étaient plus efficaces que leurs concurrents disponibles sur le marché, et la pureté de l'hydrogène produit était relativement élevée, ce qui a permis le fonctionnement d'une unité de micro-cogénération PEM sans problème pour environ 220 heures. L'analyse des coûts indique une réduction d'environ 50% de frais par rapport au coût d'un électrolyseur unique, dans le cas d'une production d'une à 100 unités de récupération de la chaleur. PRIMOLYZER a fourni une membrane polymérique, des catalyseurs, des AME, des composants de piles et une pile qui pourra être commercialisée d'ici quelques années. En outre, le projet a développé une technologie de production d'hydrogène applicable à une variété de domaines énergétiques dans la future économie de l'hydrogène. De nouveaux concepts seront développés au sein du projet de continuation, PRIMOLYZER phase II. Parallèlement, les résultats ont énormément contribué aux objectifs de l'UE pour la production durable d'hydrogène et des chaînes d'approvisionnement.
