Comment produire de l'hydrogène par photo production ?

La production d'hydrogène est l'une des recherches les plus importantes pour pouvoir assurer un futur en combustible propre. Encore une nouvelle méthode afin de le produire en quantité suffisante et à un prix raisonnable.

Quelles sont les fournitures nécessaires ?

  • Hydrogène
  • Méthodes de production
  • Problématique
  • Nouvelle technologie

Étapes de réalisation

1.

L’hydrogène H2 est le gaz le plus abondant dans l’univers. Sur Terre, on ne le trouve pas sous forme naturelle mais emprisonné dans des molécules comme l’eau, des hydrocarbures etc. C’est d’ailleurs par là qu’on exploite la production de ce gaz. Il existe deux manières principales pour le produire :

· L’électrolyse : procédé au cours duquel on dissocie l’eau en hydrogène et en oxygène par l’application d’un courant électrique. La procédure est écologique si le courant est produit à partir d’une source d’énergie renouvelable comme des panneaux solaires par exemple, elle l’est moins si l’électricité provient directement d’une centrale.

· Vaporeformage : Procédé au cours duquel on transforme des charges légères d’hydrocarbures en un mélange de gaz de synthèse par la réaction avec de la vapeur d’eau sur un catalyseur au Nickel à haute température et à pression élevée. Après traitement, ce système permet d’obtenir de l’hydrogène ou même d’autres composés.

2.

Aujourd’hui, la production d’hydrogène est réalisée à 90 % par les énergies fossiles et plus précisément par le gaz naturel composé principalement de méthane. C’est le processus le plus rentable et dont la qualité est plus pure que dans la production via l’électrolyse.

3.

Jusqu’à présent, pour pouvoir produire de l’hydrogène, on utilisait un catalyseur, une substance permettant d’accélérer une réaction chimique sans modifier les produits. Dans ce cas-ci, les catalyseurs utilisés étaient souvent des métaux précieux comme du platine ou du ruthénium etc. qui sont des métaux rares et qui coûtent extrêmement chers et dont les ressources sont très limitées. Ceci explique la difficulté économique au développement de la filière hydrogène.

4.

Un nouveau système utilisant du cobalt comme catalyseur vient d’être mis au point. Le cobalt est un composé présent à l’état naturel, très abondant et donc peu onéreux. Ce dernier a été intégré à un système supramoléculaire (domaine de la chimie qui étudie le comportement de substance dans l’élaboration de nanostructure) qui assure la fonction de photosensibilisateur et de catalyseur.

5.

Le processus est le suivant : la lumière captée par le photo sensibilisateur en ruthénium (matériau noble) excite une molécule organique du composant qui libère des électrons, utilisés pour libérer l’hydrogène de l’eau grâce à la fonction de catalyseur du cobalt. La suite des recherches reposeront sur l’utilisation unique de l’eau comme source de protons et d’électrons afin de ne plus utiliser une matière organique comme vecteur de transfert d’électrons, et sur la substitution du ruthénium par un autre composé moins onéreux ayant des propriétés de photo réception. Il s’agit tout de même d’une avancée incroyable dans le domaine de la photo production d’hydrogène pour le futur.

Astuces et mises en garde

Astuce(s) :

L'hydrogène pourrait servir à faire fonctionner tous les appareils électroniques grâàce à une pile à combustible.

Mise(s) en garde :

L'hydrogène est encore produit à 95% par les énergies fossiles.

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