L’EPFL produit de l’hydrogène à partir de l’air ambiant pour servir de carburant

L’hydrogène est prometteur dans le domaine des carburants, et le produire en utilisant le rayonnement solaire et l’eau de l’atmosphère permet l’abandon des combustibles fossiles. L’EPFL entre dans le débat en produisant une feuille solaire utilisant des techniques similaires à la photosynthèse.

Produire de l’énergie renouvelable est plus facile que la stocker en vue d’une utilisation différée. Les chercheurs de l’EPFL s’activent à trouver de nouvelles techniques, en se basant sur ce que la nature fait de mieux. Ils ont ainsi imaginé de produire de l’hydrogène à partir de l’air ambiant, dans le but de stocker l’énergie sous forme chimique.

Crédit image: EPFL

Les films produits captent la lumière du soleil et l’humidité de l’air pour favoriser une transformation chimique similaire à la photosynthèse.

L’équipe dirigée par Kevin Sivula a donc conçu une feuille artificielle solaire, basée sur une électrode transparente et poreuse. Celle-ci peut ainsi récolter l’eau atmosphérique et en tirer l’hydrogène qu’elle contient sous forme gazeuse. Cette feuille, solaire faite d’un matériau semi-conducteur agit donc de manière similaire à la photosynthèse, qui récolte le dioxyde de carbone et l’eau pour les convertir en éléments nutritifs pour les plantes, comme des sucres ou de l’amidon.

La lumière suffit
Pour produire cette feuille solaire, les chercheurs ont commencé par utiliser une sorte de laine de verre, formée essentiellement de fibres d’oxyde de silicium. Celle-ci se transforme en plaques de feutre en étant exposée à de fortes températures. Avant d’être revêtue d’un film transparent d’oxyde d’étain augmenté au fluor. La plaque ainsi produite laisse passer la lumière et ses molécules d’eau. Sa simple exposition au soleil suffit à lui faire remplir son rôle de production d’hydrogène. A noter encore que le procédé utilise l’eau de manière beaucoup plus économe que celui qui consisterait à récupérer la pluie sur les toits des bâtiments.

Crédit image: EPFL

Le professeur Kevin Sivula a développé son procédé de production d’hydrogène à très petite échelle.

Le Laboratoire d’ingénierie moléculaire et des nanomatériaux optoélectroniques de l’EPFL entend ainsi stocker l’énergie renouvelable sous forme chimique pour l’utiliser comme carburant. Les électrodes revêtues d’une couche transparente agissent comme la photosynthèse. Leur utilisation peut donc servir à la production d’hydrogène d’origine solaire, un procédé qui fait son chemin devant les limites de la propulsion d’origine électrique.

Les scientifiques n’ont formellement pas encore étudié l’efficacité de la conversion solaire-hydrogène. Ils l’estiment cependant à 12%, ce qui reste modeste. Ils ont néanmoins procédé à diverses mesures en développant une petite chambre qui contient la plaque et une membrane pour séparer le gaz produit. Ils pensent que la création d’une électrode transparente à diffusion de gaz pour produire de l’hydrogène à plus vaste échelle que celle d’un laboratoire est possible. Ils vont s’y employer !