Cette technologie dite « supercritique » peut produire de l’hydrogène vert avec un rendement record

Les électrolyseurs, qui permettent de produire de l’hydrogène vert à partir d’eau et d’électricité renouvelable, coûtent encore cher et ne sont pour l’heure ni assez efficaces ni assez durables. Et si une nouvelle technologie dite « supercritique » venait résoudre tous ces problèmes ?

Pour permettre à l’hydrogène de prendre toute sa place dans notre transition énergétique, quelques progrès doivent encore être accomplis. Les rendements de la chaîne hydrogène, notamment, ne sont pas optimaux. Lorsqu’il s’agit d’utiliser l’hydrogène pour stocker de l’électricité renouvelable avant de produire à nouveau de l’électricité, par exemple, ils dépassent péniblement les… 25 % !

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Améliorer l’efficacité de l’électrolyse pour produire de l’hydrogène vert

Si l’étape de la production de cet hydrogène vert par électrolyse à partir d’une électricité renouvelable affiche un rendement compris entre 60 et 75 %, les scientifiques n’en cherchent pas moins à améliorer les performances des électrolyseurs actuellement sur le marché. Une fiche technique publiée par l’Ademe en 2020 donne un rendement de l’électrolyse de l’ordre de 55 kWh_é/kgH₂. Comprenez que pour produire un kilo d’hydrogène, il faut fournir à l’électrolyseur environ 55 kilowattheures d’électricité.

Certains comptent sur l’électrolyse à haute température pour faire grimper les rendements à 90 %. D’autres visent des innovations sur les membranes, éléments clés des électrolyseurs existants qui s’adapteraient le mieux à une alimentation par des énergies renouvelables variables. C’est le cas d’un laboratoire commun qui vient d’être créé entre la société Elogen, leader français de l’électrolyse de l’eau à membrane échangeuse de protons (PEM), l’Université Paris-Saclay et le CNRS.

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Les atouts de l’eau supercritique pour la production d’hydrogène vert

D’autres, enfin, misent désormais sur celle que les chercheurs appellent l’eau supercritique. Une eau tout à fait classique, en réalité, mais portée à des températures et à des pressions qui lui donnent des propriétés différentes. À la fois celles d’une eau liquide et celles d’une eau à l’état gazeux. L’eau supercritique, par exemple, peut se mélanger avec l’huile. Et en matière de production d’hydrogène, elle permettrait d’atteindre des performances intéressantes. Les porteurs espagnols d’un projet européen baptisé X-SEED évoquent un rendement d’environ 42 kWh_é/kgH₂.

La démonstration de la pertinence de la technologie a déjà été faite en laboratoire. Avec une eau portée à 374 °C et à 221,1 bars, les chercheurs ont réussi à maximiser l’efficacité énergétique du système. Et à se passer de l’usage de membranes. De quoi réduire les coûts et prolonger la durée de vie de leur électrolyseur. Car les membranes sont réputées, non seulement être onéreuses, mais aussi constituer une fragilité de ces systèmes.

Grâce à un financement de 3 millions d’euros attribué par l’Union européenne, le projet X-SEED va passer dans une phase plus industrielle. Objectif : produire de premiers kilos d’hydrogène vert économiquement viables d’ici juin 2027.