SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE / week 31 / Et l'hydrogène??...rog

Allons nous devoir accéléerer notre aptitude à se débarasser des sources d 'énergie fossile ??Et sommes nous prets à entrer dans le mod-le de l énergie basé sur l 'hydrogène ??lA TRADUCTION DE ARTICLE de PHYS ORG SCIENCE X apporte un élément..... xxxxxxxxxxxxxx ""roduire de l'hydrogène propre est difficile, mais les chercheurs viennent de résoudre un obstacle majeur par l'Université du Texas à Austin L'appareil expérimental de séparation de l'eau de l'équipe. Crédit : Cockrell School of Engineering, Université du Texas à Austin Pendant des décennies, des chercheurs du monde entier ont cherché des moyens d'utiliser l'énergie solaire pour générer la réaction clé pour produire de l'hydrogène en tant que source d'énergie propre : la division des molécules d'eau pour former de l'hydrogène et de l'oxygène. Cependant, de tels efforts ont pour la plupart échoué parce que bien faire était trop coûteux, et essayer de le faire à faible coût a conduit à de mauvaises performances. Maintenant, des chercheurs de l'Université du Texas à Austin ont trouvé un moyen peu coûteux de résoudre la moitié de l'équation, en utilisant la lumière du soleil pour séparer efficacement les molécules d'oxygène de l'eau. La découverte, publiée récemment dans Nature Communications, représente un pas en avant vers une plus grande adoption de l'hydrogène comme élément clé de notre infrastructure énergétique. Dès les années 1970, des chercheurs étudiaient la possibilité d'utiliser l'énergie solaire pour produire de l'hydrogène. Mais l'incapacité de trouver des matériaux possédant la combinaison de propriétés nécessaires à un appareil capable d'effectuer efficacement les réactions chimiques clés l'a empêché de devenir une méthode courante. "Vous avez besoin de matériaux capables d'absorber la lumière du soleil et, en même temps, de ne pas se dégrader pendant les réactions de séparation de l'eau", a déclaré Edward Yu, professeur au département de génie électrique et informatique de la Cockrell School. « Il s'avère que les matériaux qui absorbent bien la lumière du soleil ont tendance à être instables dans les conditions requises pour la réaction de séparation de l'eau, tandis que les matériaux qui sont stables ont tendance à être de mauvais absorbeurs de lumière solaire. Ces exigences contradictoires vous conduisent vers un compromis apparemment inévitable. , mais en combinant plusieurs matériaux, un qui absorbe efficacement la lumière du soleil, comme le silicium, et un autre qui offre une bonne stabilité, comme le dioxyde de silicium, en un seul appareil, ce conflit peut être résolu. » Cependant, cela crée un autre défi : les électrons et les trous créés par l'absorption de la lumière du soleil dans le silicium doivent pouvoir se déplacer facilement à travers la couche de dioxyde de silicium. Cela nécessite généralement que la couche de dioxyde de silicium ne dépasse pas quelques nanomètres, ce qui réduit son efficacité à protéger l'absorbeur de silicium de la dégradation. La clé de cette percée réside dans une méthode de création de chemins électriquement conducteurs à travers une épaisse couche de dioxyde de silicium qui peut être réalisée à faible coût et adaptée à des volumes de fabrication élevés. Pour y arriver, Yu et son équipe ont utilisé une technique d'abord déployée dans la fabrication de puces électroniques à semi-conducteur. En recouvrant la couche de dioxyde de silicium d'un film mince d'aluminium, puis en chauffant l'ensemble de la structure, des réseaux de « pointes » d'aluminium à l'échelle nanométrique qui pontent complètement la couche de dioxyde de silicium sont formés. Ceux-ci peuvent ensuite être facilement remplacés par du nickel ou d'autres matériaux qui aident à catalyser les réactions de division de l'eau. Le graphique montre la géométrie de base et la fonctionnalité du dispositif photoanode. Crédit : Cockrell School of Engineering, Université du Texas à Austin Lorsqu'ils sont éclairés par la lumière du soleil, les appareils peuvent oxyder efficacement l'eau pour former des molécules d'oxygène tout en générant également de l'hydrogène au niveau d'une électrode séparée et présentent une stabilité exceptionnelle lors d'un fonctionnement prolongé. Étant donné que les techniques employées pour créer ces dispositifs sont couramment utilisées dans la fabrication d'électronique à semi-conducteurs, elles devraient être faciles à mettre à l'échelle pour une production de masse. L'équipe a déposé une demande de brevet provisoire pour commercialiser la technologie. L'amélioration de la façon dont l'hydrogène est généré est la clé de son émergence en tant que source de carburant viable. La plupart de la production d'hydrogène aujourd'hui se fait par chauffage de vapeur et de méthane, mais cela dépend fortement des combustibles fossiles et produit des émissions de carbone. Il y a une poussée vers « l'hydrogène vert » qui utilise des méthodes plus respectueuses de l'environnement pour produire de l'hydrogène. Et simplifier la réaction de séparation de l'eau est un élément clé de cet effort. L'hydrogène a le potentiel de devenir une ressource renouvelable importante avec des qualités uniques. Il a déjà un rôle majeur dans des processus industriels importants, et il commence à apparaître dans l'industrie automobile. Les piles à combustible semblent prometteuses pour le camionnage longue distance, et la technologie de l'hydrogène pourrait être une aubaine pour le stockage d'énergie, avec la capacité de stocker l'excès d'énergie éolienne et solaire produite lorsque les conditions sont réunies pour elles. À l'avenir, l'équipe s'efforcera d'améliorer l'efficacité de la partie oxygène de la séparation de l'eau en augmentant la vitesse de réaction. Le prochain grand défi des chercheurs est alors de passer à l'autre moitié de l'équation. "Nous avons d'abord pu traiter le côté oxygène de la réaction, qui est la partie la plus difficile", a déclaré Yu, "mais vous devez effectuer à la fois les réactions d'évolution de l'hydrogène et de l'oxygène pour séparer complètement les molécules d'eau, c'est pourquoi notre prochain l'étape est de regarder appliquer ces idées MON COMMENTAIRE JE LE FAIS EN TANT QU ANCIEN UTILISATEUR En thèse j ai utilisé l hydrogène avec les pauvres moyens universitaires du proche aprés guerre et qui se mitaient a l hydrogène industriel de qualité courante ...On aurait bien loin a l éppoque d 'évoquer son usage dans le transport ...Tout au plus certains thésards parlaient en cachette de la production de courant par la pile a hydrogène ... Plus tard au CEA IL m 'a été necessaire de travailler à tres basse température et j crois que l hydrogène liquide requiert un nineau de pureté supérieur ... j ai le souvelir d une installation d hydrogéne de SACLAY montpar mon cillègue ayant fuit ...explosé...ET grimpé à 50 à METRES DE HAUTEUR !!! pas de degats humains heureusemen!!!!