L’électrolyse est un processus permettant de produire des réactions chimiques via une activation électrique. Elle est notamment utilisée pour séparer l’eau en dihydrogène et oxygène. Des chercheurs ont récemment montré qu’il était possible d’appliquer cette méthode à l’eau salée afin d’extraire de l’hydrogène pouvant servir de carburant propre.
Le passage d’un courant électrique dans l’eau, la sépare en oxygène et en hydrogène, ce dernier pouvant être utilisé comme source de carburant fiable et propre. D’après une étude publiée dans la revue PNAS, les procédés de purification de l’eau étaient trop coûteux en énergie pour que ce processus soit utile, mais les scientifiques ont maintenant compris comment modifier ce processus et convertir complètement l’eau de mer en hydrogène utilisable.
Selon des chercheurs de l’Université de Stanford et de l’Université de technologie chimique de Beijing, générer de l’hydrogène à partir de sources d’eau douce constituerait une contrainte excessive pour tous les habitants ayant besoin de cette eau. Cela est d’autant plus vrai que le changement climatique pourrait bientôt aggraver les sécheresses dans le monde.
Au lieu de cela, les scientifiques ont mis au point un nouveau revêtement métallique des électrodes utilisées dans l’expérience, ce qui leur permettrait de résister à la réaction chimique telle qu’elle se produit dans l’eau salée. Parce qu’une charge électrique est nécessaire pour séparer l’eau en hydrogène et en oxygène, les chercheurs ont essayé de rendre leur appareil aussi écologique que possible et l’ont alimenté avec des cellules solaires.
Dans cette vidéo, les chercheurs présentent leur travail :
En tant que concept, diviser l’eau en hydrogène et oxygène avec de l’électricité — l’électrolyse — est une idée simple et ancienne : une source d’alimentation est connectée à deux électrodes placées dans de l’eau. Lorsque l’appareil est mis sous tension, de l’hydrogène gazeux jaillit de l’extrémité négative — appelée cathode — et de l’oxygène respirable émerge à l’extrémité positive — l’anode.
Mais le chlorure chargé négativement dans le sel d’eau de mer peut corroder la partie positive, ce qui limite la durée de vie du système. Dai et son équipe voulaient trouver un moyen d’empêcher ces composants de l’eau de mer de décomposer les anodes submergées. Les chercheurs ont alors découvert que s’ils recouvraient l’anode de couches riches en charges négatives, celles-ci repoussaient le chlorure et ralentissaient la dégradation du métal sous-jacent.
Ils ont déposé des couches d’hydroxyde de fer et de nickel sur le sulfure de nickel, qui recouvre un noyau en mousse de nickel. La mousse de nickel joue le rôle de conducteur — transportant l’électricité de la source d’alimentation — et l’hydroxyde de fer-nickel déclenche l’électrolyse, séparant l’eau en oxygène et en hydrogène.
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Au cours de l’électrolyse, le sulfure de nickel se transforme en une couche chargée négativement qui protège l’anode. Tout comme les extrémités négatives de deux aimants se poussent l’une contre l’autre, la couche chargée négativement repousse le chlorure et l’empêche d’atteindre le métal de base.
Hongjie Dai, un chimiste de Stanford explique que le système pourrait être adapté à des sous-marins ou à des appareils de plongée autonome. Les piles à combustible à hydrogène pourraient alimenter le sous-marin ou le matériel du plongeur, tandis que l’oxygène généré par la réaction chimique pourrait maintenir des réserves d’air respirable.
Mais toutes les applications pratiques sont encore lointaines, car cette nouvelle recherche démontre simplement que la technologie pourrait fonctionner.
« À l’heure actuelle, les besoins en hydrogène sont encore relativement limités car la soi-disant économie de l’hydrogène n’a pas encore pris son essor, même si elle en est à son stade de croissance précoce. Vous pouvez imaginer qu’il y aura plus de demande en hydrogène dans le futur » conclut Dai.