« Extraire de l’hydrogène directement de la mer » : une méthode scalable change radicalement la donne énergétique mondiale

La quête de méthodes innovantes pour extraire de l’hydrogène de l’eau de mer sans passer par la dessalinisation a récemment fait un bond en avant. Des chercheurs de l’Université de Sharjah ont mis au point un procédé révolutionnaire qui pourrait transformer l’avenir de la production d’hydrogène dans les régions côtières arides. Cette méthode novatrice surmonte les obstacles traditionnels liés à la corrosion et à la dégradation des performances en offrant une solution durable et efficace pour obtenir de l’hydrogène directement depuis l’eau de mer.

Intégration stratégique du carbonate

Publié dans le journal Small, l’étude s’intéresse à l’intégration stratégique de sites basiques de carbonate (CO₃^2⁻) ancrés sur des hydroxydes doubles stratifiés de cobalt (Co LDH). Ces derniers sont intégrés dans une nanostructure NiBOx supportée par un micro-réseau de Ni(OH)₂/NF. Cette combinaison ingénieuse permet de former un film métaborate protecteur, empêchant la dissolution des métaux et la formation d’oxydes non conducteurs.

Dr. Tanveer Ul Haq, professeur assistant au département de chimie de l’Université de Sharjah, souligne que « nous avons développé une électrode multi-couches capable d’extraire efficacement et durablement l’hydrogène directement de l’eau de mer ». Cette approche surmonte les problèmes traditionnels de corrosion et de dégradation de performance causés par les ions chlorure présents dans l’eau de mer.

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Une électrode sur mesure pour relever de multiples défis

L’électrode sur mesure crée un microenvironnement protecteur et réactif, améliorant ainsi les performances tout en résistant aux dommages. Cette innovation permet d’atteindre une densité de courant industriellement viable de 1,0 A cm^⁻2 à 1,65 V dans des conditions standard. Cela représente un pas important vers une production scalable et sans dessalinisation d’hydrogène directement à partir de l’eau de mer.

Les chercheurs expliquent que la base de Lewis CO₃^2⁻ fonctionnalisée de manière covalente sur les sites actifs du cobalt établit une interaction dynamique qui scinde continuellement les molécules d’eau tout en séquestrant les ions H⁺. Cela génère un microenvironnement acide localisé, améliorant ainsi les cinétiques de l’OER et protégeant contre l’attaque des chlorures et la formation de précipités.

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Un potentiel pour les régions côtières arides

En éliminant la nécessité d’une dessalinisation coûteuse en énergie, cette technologie pourrait permettre la création de fermes solaires pour la production d’hydrogène dans des zones côtières arides, telles que les Émirats arabes unis. Dans ces régions, l’eau de mer et la lumière solaire sont abondantes, mais l’eau douce est rare. Si elle est correctement mise à l’échelle, cette technologie pourrait faciliter la production de grandes quantités d’hydrogène « vert », produit par électrolyse en utilisant une énergie renouvelable.

Yousef Haik, professeur de génie mécanique et nucléaire à l’Université de Sharjah, affirme que le nouveau système génère de l’hydrogène à des taux pertinents sur le plan industriel — 1 ampère par centimètre carré — avec un faible apport énergétique. Cela pourrait révolutionner notre perception de la production d’hydrogène dans les régions côtières, en particulier dans les pays arides où l’eau douce est limitée mais où le soleil et l’eau de mer sont abondants.

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Impact potentiel sur la production d’hydrogène

La force de cette technologie réside dans la structure avancée et multicouche de l’électrode, qui non seulement résiste aux conditions difficiles de l’eau de mer, mais y prospère. Cette avancée pourrait avoir un impact significatif sur la manière dont nous produisons l’hydrogène, offrant une alternative viable aux méthodes traditionnelles coûteuses et peu durables.

Ce développement s’inscrit dans un contexte mondial où la demande en solutions énergétiques durables et respectueuses de l’environnement est en pleine croissance. Alors que les pays cherchent à réduire leur empreinte carbone, l’hydrogène vert apparaît comme une solution prometteuse. Mais comment cette innovation sera-t-elle accueillie par l’industrie mondiale de l’énergie et quelles seront les prochaines étapes pour son déploiement à grande échelle ?