Un catalyseur innovant est prometteur pour le futur carburant à hydrogène liquide

par Hiroshi Tanaka
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Hydrogen Fuel Technology

Un développement révolutionnaire dans le domaine du transport durable est en train d'émerger dans les laboratoires de l'Université de Lund en Suède. Les chercheurs y mettent au point un système de carburant automobile inventif conçu pour réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre. Cette approche innovante s’articule autour d’une substance liquide unique qui, combinée à un catalyseur solide, subit une transformation en hydrogène carburant pour automobiles. La principale distinction de ce système réside dans son fonctionnement en boucle fermée, dans lequel le liquide usé est extrait du réservoir du véhicule et ensuite rechargé avec de l'hydrogène, le rendant ainsi prêt à être réutilisé. Cette nouvelle approche promet de révolutionner notre façon de penser le stockage d’énergie respectueux de l’environnement.

L'efficacité du catalyseur

Au cœur de ce système révolutionnaire se trouve le catalyseur utilisé dans le processus de conversion. Comme l'explique le professeur Ola Wendt du département de chimie de l'université de Lund, ce catalyseur figure parmi les catalyseurs les plus efficaces connus, du moins sur la base de recherches accessibles au public. Ce catalyseur joue un rôle central dans la libération de l'hydrogène du milieu liquide, permettant ainsi son utilisation dans les piles à combustible pour la production d'électricité. Notamment, la seule émission résultant de ce processus est de l’eau, ce qui s’inscrit parfaitement dans les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Aborder l’impact environnemental

Dans le scénario climatique pressant d'aujourd'hui, il est impératif de trouver des méthodes alternatives pour produire, stocker et utiliser l'énergie afin d'atténuer les effets néfastes des émissions de dioxyde de carbone provenant des combustibles fossiles. L’hydrogène gazeux s’est imposé comme une solution prometteuse en raison de sa remarquable densité énergétique. Cependant, la manipulation de l’hydrogène gazeux présente son propre ensemble de défis. L’équipe de l’Université de Lund est pionnière dans l’utilisation de transporteurs d’hydrogène organique liquide (LOHC) comme alternative réalisable. Le principal défi consiste à optimiser l’efficacité du catalyseur pour extraire l’hydrogène du liquide.

Le système en boucle fermée

Le système envisagé repose sur un milieu liquide chargé d’hydrogène, qui passe ensuite à travers un catalyseur solide pour extraire l’hydrogène. Cet hydrogène peut être exploité dans des piles à combustible pour la production d’électricité, offrant ainsi une source d’énergie propre pour les véhicules. Le liquide « usé », désormais dépourvu d’hydrogène, peut être facilement échangé dans les stations-service contre un liquide frais et chargé. Cette approche nécessite potentiellement une production à grande échelle du milieu liquide, à l’instar des raffineries de pétrole actuelles.

Défis et perspectives d’avenir

Bien que cette innovation soit extrêmement prometteuse, plusieurs défis demeurent. La durabilité du catalyseur et la dépendance à l’iridium, un métal précieux, présentent des obstacles qui doivent être surmontés. Néanmoins, l'utilisation d'iridium par voiture est estimée comme relativement modeste, comparable aux métaux précieux trouvés dans les pots catalytiques de nettoyage des gaz d'échappement actuels.

En termes de mise en œuvre, le professeur Wendt estime que ce concept pourrait devenir une réalité d’ici une décennie, à condition qu’il s’avère économiquement viable et suscite l’intérêt de la société. Un autre aspect crucial est le respect de l’environnement de la production d’hydrogène. Actuellement, la majorité de la production d’hydrogène n’est pas respectueuse de l’environnement, car elle repose principalement sur des combustibles fossiles. Des recherches sont en cours sur la production d’« hydrogène vert » par électrolyse de l’eau à l’aide de sources d’énergie renouvelables.

Le rôle des décisions politiques

En conclusion, le succès de solutions innovantes comme celle-ci repose non seulement sur les progrès techniques mais aussi sur la volonté politique. Pour que les alternatives renouvelables et respectueuses du climat gagnent du terrain, elles doivent devenir compétitives en termes de coûts par rapport aux combustibles fossiles conventionnels. Les décisions politiques jouent un rôle déterminant dans cette transition, car les énergies renouvelables sont confrontées au défi de rivaliser avec les ressources fossiles facilement disponibles. La voie à suivre implique non seulement des recherches révolutionnaires, mais également un effort concerté pour rendre les alternatives durables économiquement viables.

Les références:

  • Chakrabarti, K., Spangenberg, A., Subramaniyan, V., Hederstedt, A., Abdelaziz, OY, Polukeev, AV,… & Wendt, OF (2023). Déshydrogénation sans accepteur de la 4-méthylpipéridine par des catalyseurs à l'iridium ligaturés par pince en flux continu. Science et technologie de la catalyse, 10.1039/D3CY00881A.

  • Polukeev, AV, Wallenberg, R., Uhlig, J., Hulteberg, CP et Wendt, OF (2022). Déshydrogénation catalysée par l'iridium dans un réacteur à flux continu pour une génération pratique d'hydrogène embarqué à partir de transporteurs d'hydrogène organique liquide. ChemSusChem, 10.1002/cssc.202200085.

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