Pour produire de l’hydrogène, l’électrolyse de l’eau apparaît comme une solution évidente. Mais l’eau pure est précieuse. Mettre au point une technologie qui permette d’employer comme base une eau de mer extrêmement abondante, serait la solution. Et c’est ce que des chercheurs américains annoncent avoir fait !

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[EN VIDÉO] Energy Observer, le premier bateau électrique à hydrogène Durant cinq ans, à partir de 2017, ce catamaran à deux moteurs électriques de 30 mètres va sillonner les océans du Globe pour une mission scientifique, propulsé uniquement par des énergies renouvelables et une voile « kite ». L’électricité sera produite par des hydrogénérateurs, deux éoliennes à axe vertical, des panneaux photovoltaïques et une pile à combustible. C’est une première mondiale pour un bateau : cette pile utilisera de l’hydrogène produit à bord par électrolyse de l’eau. Energy Observer est donc d’abord un démonstrateur technologique.

L'hydrogènehydrogène est l'élément le plus abondant dans l’Univers. Pourtant, il reste rare sur TerreTerre. Avant de pouvoir l'utiliser comme combustible vert, il faut donc produire cet hydrogène. Et c'est en théorie possible assez facilement. Un panneau solairepanneau solaire, des électrodesélectrodes et de l'eau. C'est tout ce qu'il faut en principe pour réaliser une réaction d'électrolyseélectrolyse de laquelle on peut tirer de l'oxygèneoxygène - du côté de l'anodeanode - et de l'hydrogène - du côté de la cathodecathode.

Le bémol, c'est que l'eau utilisée doit être pure. Or, l'eau pure reste précieuse et coûteuse à produire. Alors des chercheurs de l'université de Stanford (États-Unis) se sont demandé s'il pouvait être possible de réaliser l'opération à partir d'une eau de mer - contenant pourtant des ionsions chlorure chargés négativement et risquant de corroder l'anode - qui apparaît, elle, extrêmement abondante sur notre planète.

La combustion de l’hydrogène n’émet pas de dioxyde de carbone (CO<sub>2</sub>). Elle ne produit que de l’eau. Ainsi lorsque l’hydrogène est produit à partir d’une électricité renouvelable, comme sur le prototype mis au point par les chercheurs de Stanford (États-Unis), il est lui-même vert. © Hangjie Dai, Yun Kuang, Michael Kenney, Université de Stanford
La combustion de l’hydrogène n’émet pas de dioxyde de carbone (CO2). Elle ne produit que de l’eau. Ainsi lorsque l’hydrogène est produit à partir d’une électricité renouvelable, comme sur le prototype mis au point par les chercheurs de Stanford (États-Unis), il est lui-même vert. © Hangjie Dai, Yun Kuang, Michael Kenney, Université de Stanford

Une technologie rapidement transférable

Les chercheurs ont découvert qu'en couvrant l'anode de couches riches en charges négatives, celles-ci repoussent les ions chlorure. Ils y ont donc d'abord placé une moussemousse de nickelnickel qui joue le rôle de conducteur. Puis de l'hydroxyde de nickel-fer qui déclenche l'électrolyse et du sulfuresulfure de nickel, couche négative qui protège l'électrode.

« Avec des courants identiques à ceux utilisés dans l'industrie, notre anode résiste plus de 1.000 heures contre seulement 12 heures pour une électrode classique plongée dans l'eau de mer », souligne Michael Kenney. La validité du procédé a été prouvée en laboratoire. Reste maintenant à transférer la technologie. Mais comme les éléments utilisés par les chercheurs de l'université de Stanford s'emploient déjà dans les électrolyseurs existants, cela pourrait être rapide.


En vidéo : bientôt le moteur à eau de mer ?

Par hasard, un retraité américain a découvert le moyen de dégager de l'hydrogène à partir d'eau salée. Curiosité de laboratoire vérifiée par un physicienphysicien de renom, cette voie inédite commence à être prise au sérieux.

Article de Jean-Luc GoudetJean-Luc Goudet paru le 14/09/2007

John Kanzius devant sa machine qui guérit le cancer et enflamme l’eau de mer. © WPBF-TV2
John Kanzius devant sa machine qui guérit le cancer et enflamme l’eau de mer. © WPBF-TV2

John Kanzius a déjà défrayé la chronique avec sa « machine à guérir le cancercancer ». Cet autodidacte de la science s'est acharné sur une méthode qui ne semble pas si farfelue, consistant à focaliser des ondes radioradio sur des tumeurstumeurs après avoir introduit dans le corps des nanoparticulesnanoparticules métalliques. L'élévation de température affecterait surtout les cellules cancéreuses.

C'est en testant son engin que John Kanzius a découvert... qu'elle pouvait enflammer l'eau de mer ! Voilà de quoi devenir célèbre une seconde fois... On pense de nouveau à un gag mais l'effet semble réel. L'exploit a été filmé et surtout reproduit en laboratoire. L'inventeur a reçu le soutien de Rustum Roy (de la Penn State University), un physicien connu, qui présente sur son propre site la vidéo de l'eau enflammée ainsi que les travaux de John Kanzius.

Les images sont impressionnantes : un tube à essaitube à essai contenant de l'eau salée et bouché par un rouleau de papier est introduit dans la machine et soumis aux rayonnement micro-ondes. Spontanément, une flamme jaillit et la mèche de papier flambe comme si le liquideliquide dans lequel elle baigne était de l'alcoolalcool ou un combustiblecombustible quelconque. La température atteindrait 1 650 °C.

La preuve par l'image, ou comment enflammer de l'eau de mer...

Fabriquer de l’hydrogène

Bien sûr, ce n'est pas l'eau qui s'enflamme. Selon Rustum Roy, les radiofréquences brisent les liaisons entre les moléculesmolécules d'eau et les sels présents, libérant l'hydrogène. L'explication du phénomène est loin d'être précise mais c'est bien ce gazgaz qui s'enflamme. En somme, l'expérience réalise l'équivalent d'une électrolyse, une méthode capable elle aussi de séparer l'hydrogène et d'oxygène de l'eau.

L'eau ne devient nullement un combustible puisqu'il faut de l'énergieénergie pour libérer l'hydrogène, comme dans l'électrolyse. Il en faut même beaucoup et le bilan final est de 76 %, c'est-à-dire que l'énergie récupérée sous forme d'hydrogène représente les trois quarts de l'énergie introduite pour générer les ondes radio. Ce rendement n'est qu'un peu inférieur à celui de l'électrolyse et John Kanzius ne désespère pas de faire mieux...

Mais plutôt que de le brûler directement, comme le font les expérimentateurs sur la vidéo, l'hydrogène pourrait servir à produire de l'électricité dans une pile à combustiblepile à combustible, par exemple pour alimenter le moteur électrique d'une voiturevoiture. La trouvaille de John Kanzius viendrait alors se ranger aux côtés des multiples techniques envisagées pour faire de l'hydrogène un vecteur universel d'énergie.