Rendre l’hydrogène vert plus abordable
L’hydrogène vert est considéré comme un élément clé de la transition énergétique, à la fois comme carburant sans carbone et comme matière première pour les industries sidérurgique ou chimique. Produit par électrolyse en séparant l’oxygène et l’hydrogène de l’eau en utilisant de l’électricité produite à partir de ressources renouvelables, l’hydrogène vert est de plus en plus populaire. Des coûts de production élevés remettent toutefois sa viabilité en question. Pour relever ce défi, les experts impliqués dans le projet CHANNEL, financé par l’UE, ont créé une nouvelle technologie pour produire de l’hydrogène par électrolyse d’une manière rentable. Selon un communiqué de presse d’Evonik, partenaire du projet CHANNEL, la membrane échangeuse d’anions (AEM) développée par l’entreprise de produits chimiques de spécialité «devrait contribuer à l’avènement de la production électrolytique d’hydrogène». L’AEM fait référence à des membranes solides d’électrolyte polymère contenant des groupes ioniques positifs et des anions mobiles chargés négativement. Dans le même communiqué de presse, Oliver Conradi de Creavis, le département d’innovation stratégique d’Evonik, commente: «Notre membrane pourrait permettre la réalisation commerciale d’une technologie d’électrolyse hautement efficace et économiquement viable». Il ajoute: «La chimie des polymères à l’origine de cette membrane est la clé pour une électrolyse efficace. Et cette clé est désormais en notre possession».
Des coûts réduits
Comme l’indique ce même communiqué de presse, comparé à d’autres procédés électrolytiques tels que l’électrolyse alcaline conventionnelle utilisant des diaphragmes ou l’électrolyse à membrane échangeuse de protons qui dépend fortement des matières premières comme les métaux précieux, l’électrolyse avec des AEM est plus avantageuse. «Le concept innovant des AEM réduit les coûts d’investissement, car les cellules utilisées pour l’électrolyse dans des conditions alcalines ne nécessitent pas l’utilisation de métaux précieux. Par conséquent, des matériaux beaucoup moins onéreux peuvent être utilisés. Les autres attributs de cette plateforme d’électrolyse à base d’AEM sont une densité de courant élevée, un très bon rendement et une grande flexibilité.» La conductivité de haut niveau des AEM est également considérée comme un avantage.
Efficacité
Le projet CHANNEL (Development of the most Cost-efficient Hydrogen production unit based on AnioN exchange membrane ELectrolysis) se poursuivra jusqu’en décembre 2022. Il vise à développer un électrolyseur à faible coût et efficace utilisant «des électrocatalyseurs non MGP, des couches de transport poreuses, des collecteurs de courant, des plaques bipolaires, des membranes échangeuses d’anions et des ionomères à la pointe de la technologie», comme indiqué sur le site web du projet. «Cela permettra le développement d’une technologie d’électrolyseur à un coût d’investissement (CAPEX) inférieur ou égal à l’électrolyse alcaline classique. Par ailleurs, contrairement à la technologie alcaline, l’électrolyseur à AEM CHANNEL aura une efficacité et un fonctionnement à densité de courant proche de celui de l’électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEMWE).» Le site web du projet indique également: «La pile CHANNEL entraînera non seulement une diminution du nombre de pièces d’électrolyseur, mais elle sera également capable de fonctionner à pression différentielle, ainsi qu’en fonctionnement dynamique, optimal pour produire de l’hydrogène de haute qualité à faible coût à partir de sources d’énergie renouvelables».
Mots‑clés
CHANNEL, hydrogène vert, membrane échangeuse d’anions, électrolyse, énergie renouvelable
