Des scientifiques du MIT ont conçu un système produisant de l’hydrogène grâce à la chaleur du soleil

Alors que le réchauffement climatique et la pollution sont des sujets de préoccupation majeures, bon nombre de scientifiques cherchent des alternatives afin de proposer une énergie plus propre et moins néfaste pour la planète. L'hydrogène incarne l'une des pistes les plus prometteuses ; c'est l'élément le plus léger et le plus abondant dans l'univers.

Il a de nombreuses utilisations, comme dans l'industrie pour raffiner le pétrole et produire de l'ammoniac et du méthanol, qui sont employés dans la fabrication d'engrais et de plastiques. L'hydrogène est également utilisé dans les piles à combustible pour produire de l'électricité. Il a le potentiel pour être une source d'énergie propre et renouvelable à l'avenir.

Seulement, son extraction nécessite des énergies fossiles et produit également des gaz à effet de serre selon la technique employée. C’est là qu'interviennent les recherches et expériences menées par des ingénieurs du MIT (Massachusetts institute of Technology). Ils aspirent à produire de l’hydrogène “vert” et donc sans carbone grâce à un système de réacteurs inédit qui serait uniquement alimenté par le soleil !

Dans une étude parue dans “Solar Energy journal”, les ingénieurs en question ont présenté un système en mesure de produire de l'"hydrogène thermochimique solaire”. Ce procédé exploite la chaleur du soleil afin de diviser directement l’eau et ainsi générer de l’hydrogène. Cela permet de cette manière d’obtenir un carburant propre en mesure d’alimenter les camions, les navires et même les avions sur de longues distances, le tout sans émettre de gaz à effet de serre.

Comment produit-on de l’hydrogène avec du soleil et quels sont les avantages de cette méthode ?

Le système imaginé par le MIT

"Nous considérons l'hydrogène comme le carburant du futur, et il est nécessaire de le produire à moindre coût et à grande échelle", déclare l'auteur principal de l'étude.

Pour ce faire, employer l’énergie solaire apparaît comme l’une des meilleures options. Le STCH (hydrogène thermochimique solaire) se base sur l’énergie solaire renouvelable pour produire de l’hydrogène. Jusqu’à présent, les conceptions STCH existantes ne proposaient qu’une efficacité limitée ; seule environ 7 % de la lumière solaire entrante était employée pour produire de l’hydrogène. Ainsi, les résultats de production étaient faibles et en même temps coûteux.

L’équipe du MIT affirme que cette nouvelle conception serait en mesure d’exploiter jusqu’à 40% de la chaleur du soleil et donc générer encore plus d’hydrogène. Ce gain significatif réduirait également le coût global du système. On aurait ainsi une option à la fois respectueuse de l’environnement et plus abordable pour alimenter toutes sortes de transports.

“Nous essayons d'atteindre l'objectif du ministère de l'Énergie, qui est de produire de l'hydrogène vert d'ici 2030, à 1 dollar le kilogramme. Pour améliorer l’économie, nous devons améliorer l’efficacité et nous assurer que la majeure partie de l’énergie solaire que nous collectons est utilisée dans la production d’hydrogène.”

Le système du MIT est comparable à un train de réacteurs en forme de boîte qui circule autour d'une source de chaleur solaire. Chaque réacteur contient un métal qui subit un processus d'oxydation-réduction (rouille réversible) pour produire de l'hydrogène. Le système est conçu pour récupérer la chaleur qui s'échapperait autrement, augmentant ainsi l'efficacité du processus.

De plus, le système comprend un deuxième ensemble de réacteurs qui se déplace dans la direction opposée. Ces réacteurs externes fonctionnent à des températures plus basses et sont utilisés pour éliminer l'oxygène des réacteurs internes, ce qui évite l'utilisation de pompes mécaniques énergivores.

Des plans sont en cours pour construire un prototype du système dès 2024, qui sera testé dans des installations d'énergie solaire concentrée. Les chercheurs envisagent un système modulaire qui pourrait augmenter la production d'hydrogène en ajoutant des réacteurs à un tapis roulant. Cette recherche est actuellement financée par le ministère de l'Énergie.