Un électrolyseur photovoltaïque testé par Engie au Crigen
AURÉLIE BARBAUX Usine Nouvelle le 23/09/2020
Il est possible de produire de l’hydrogène par électrolyse directement à partir de l’énergie solaire, grâce à des panneaux associant photoélectrodes et électro catalyseurs à base de nanomatériaux. Engie teste cette technologie solar-to-hydrogen ou STH dans ses laboratoires du Crigen.
Sur le toit de son laboratoire dédié aux gaz vert, le Crigen, nouvellement installé à Stains (Seine-Saint-Denis), Engie va installer ce qui ressemble à des panneaux solaires avec circuit d’eau incorporé. Et rien à voir avec du solaire thermique, pour chauffer l’eau. Ces panneaux contiennent des photoélectrodes (absorbeurs de lumière) et des nanomatériaux électrocatalytiques qui vont permettre de produire directement de l’hydrogène à partir d’eau et de la lumière. C’est ce qu’on appelle Solar-to-hydrogen, ou STH, dans la littérature scientifique.
UNE TECHNOLOGIE AMÉRICAINE
Tenu par un engagement de confidentialité, Engie n’a pas pu dévoiler le nom de la start-up américaine qui développe cette technologie. Mais on trouve des traces du STH dans les publications scientifiques. La plus récente date d’août 2020 où un chercheur de l’université nationale australienne explique avoir conçu une photocathode en silicium présentant un rendement de 17,4 %.
Dans le projet européen SOL2HY2 (Solar to hydrogen hybrid cycles), clos en 2017, des chercheurs ont optimisé le cycle hybride du soufre à alimentation solaire pour la production de combustible hydrogène en concevant un électrolyseur qui fonctionne dans de meilleures conditions plus faciles à obtenir, ainsi qu'un réacteur solaire à haute température.
En 2016, deux chercheurs suisses de l’EPFL et du Centre Suisse d'Electronique et Microtechnique et un de l’université de New York, présentaient "un dispositif de séparation de l'eau par le soleil intrinsèquement stable et évolutif, entièrement basé sur des matériaux abondants sur terre, avec un rendement de conversion de l'énergie solaire en hydrogène de 14,2 %".
COURSE AU RENDEMENT DANS LES LABOS
La même année, une équipe de Stanford démontrait que la séparation de l'eau par électrolyse photovoltaïque avait une efficacité record de plus de 30 %, contre 24,4 % précédemment. Un article en libre accès sur leurs travaux est publié dans la revue Nature Communications. Leur système était composé de deux électrolyseurs à membrane polymère en série avec une cellule solaire à triple jonction InGaP/GaAs/GaInNAsSb.
La course au rendement, à la baisse des coûts et au développement de composant les plus durables, ne fait pourtant que commencer.