Nouveau projet à Chemnitz : Électrolyse durable pour l'hydrogène vert !

Nouveau projet à Chemnitz : Électrolyse durable pour l'hydrogène vert !

L'Université technologique de Chemnitz fait partie d'un projet commun innovant visant à développer des technologies pour l'électrolyse de l'eau, appelé « Développement de l'électrolyse de l'eau sans fluor (FFWD) ». Financé par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche, ce projet rassemble plusieurs partenaires importants, dont l'Université de Fribourg, l'Université de Lorraine, la start-up ionysis et le fabricant d'électrolyseurs Elogen. L’objectif principal est de développer des membranes polymères acides sans fluor pour les électrolyseurs à grande échelle, qui jouent un rôle clé dans la production d’énergie.

Les électrolyseurs actuels sont généralement à base de Nafion, un matériau qui appartient aux substances aliphatiques poly- et perfluorées (PFAS). Ces substances sont nocives pour l’environnement car elles sont très stables et s’accumulent dans l’environnement. Au vu des réglementations envisagées, la nécessité de développer des alternatives sans fluor devient de plus en plus urgente. Le professeur Michael Sommer de l'université technologique de Chemnitz souligne les défis liés au développement de nouveaux matériaux dotés de propriétés comparables.

Développement de membranes innovantes

Le projet « H2Giga Project Fluorine-Free MEA » vise à développer des unités d'électrodes à membrane (MEA) rentables et sans fluor pour l'électrolyse de l'eau. Les partenaires de coopération comprennent Fumatech BWT GmbH et l'Université de Fribourg. La technologie repose sur l’utilisation de polymères et le projet est au cœur de la production d’hydrogène vert.

Les matériaux de membrane courants sont constitués d'acides perfluorosulfoniques, qui offrent une stabilité élevée mais présentent des inconvénients tels qu'une perméabilité élevée aux gaz et la pollution environnementale associée. De nouveaux matériaux de membrane à base d'hydrocarbures sans fluor promettent ici des avantages : ceux-ci incluent, entre autres, une plus grande stabilité à des températures supérieures à 80 °C, une plus faible perméabilité aux gaz et une production plus respectueuse de l'environnement et potentiellement plus rentable. L’objectif est de développer des MEA puissants en utilisant des technologies évolutives.

Utilisation de technologies de l'hydrogène durable

La production d’hydrogène durable est une composante essentielle de la transition énergétique. Les processus d'électrolyse décomposent l'eau en hydrogène (H₂) et oxygène (O₂) et nécessitent de l'énergie électrique, de préférence provenant de sources renouvelables, pour produire de l'hydrogène vert. Les différentes technologies d'électrolyse comprennent l'électrolyse alcaline, l'électrolyse PEM, l'électrolyse à membrane alcaline et l'électrolyse à haute température.

L'électrolyse PEM est particulièrement dynamique et présente une densité de courant élevée et une conception compacte, mais nécessite des matériaux robustes et des métaux précieux coûteux. Pour augmenter l’efficacité des technologies d’électrolyse d’ici 2050, l’objectif est d’atteindre une amélioration de 12 %. L’électrolyse par membrane échangeuse d’anions (AEMEL) est considérée comme une technologie prometteuse qui offre une moindre criticité des matériaux et des opportunités de mise à l’échelle.

En résumé, on peut constater que les développements dans le domaine des matériaux membranaires sans fluor sont non seulement plus respectueux de l'environnement, mais aussi fondamentaux pour la transformation vers un système énergétique durable. Avec des projets comme FFWD et H2Giga, une étape importante est franchie vers une production d’hydrogène efficace et respectueuse de l’environnement. L'Allemagne vise à atteindre 44 GW de capacité d'électrolyse d'ici 2030, soulignant la priorité du développement et de la mise en œuvre d'approches innovantes en matière de production d'hydrogène.