Cienciaes.com : L’hydrogène, vecteur énergétique. Nous avons parlé avec Paula Sánchez Paredes.

L’hydrogène est l’élément chimique le plus léger et le plus abondant de l’Univers. Les étoiles l’utilisent comme source d’énergie, mais elles le font en fusionnant leurs noyaux pour créer un élément différent, l’hélium. Sur Terre, les conditions n’existent pas pour créer ces réactions nucléaires, sauf malheureusement dans les bombes H, et si l’avenir le permet, elles pourront peut-être être obtenues à des fins pacifiques dans les futurs réacteurs à fusion. En attendant, les propriétés chimiques de l’hydrogène offrent un bon nombre de possibilités permettant de l’utiliser à des fins énergétiques.

Sur notre planète, l’hydrogène n’existe pas à l’état pur, il est si léger et si réactif qu’il ne dure pas longtemps en liberté dans l’atmosphère, mais il est abondant dans les molécules d’innombrables composés chimiques. Il se combine avec l’oxygène pour créer de l’eau, avec le carbone il crée une extraordinaire variété de composés qui donnent forme à nos muscles, nerfs, fluides, etc., avec l’azote il forme de l’ammoniac et bien d’autres substances et nous pourrions donc les citer une à une. la plupart des éléments chimiques qui existent dans la nature. Tout être vivant contient de l’hydrogène en abondance et, lorsqu’il meurt, il peut générer des substances telles que le pétrole, qui n’est rien d’autre que de la matière vivante transformée par la nature au cours des millénaires.

Aujourd’hui on parle d’hydrogène avec Paula Sánchez Paredes, professeur de génie chimique à la Faculté des Sciences et Technologies Chimiques de l’Université de Castilla la Mancha. Paula explique lors de l’interview que l’hydrogène a une grande valeur en tant que vecteur énergétique, c’est-à-dire en tant qu’intermédiaire capable de stocker de l’énergie pour le transport et l’utilisation ultérieure. Si nous voulons parvenir à une utilisation plus propre de l’énergie, ce à quoi nous nous engageons, que cela nous plaise ou non, l’hydrogène est un bon candidat pour nous aider.

Nous savons que l’énergie solaire ne peut être obtenue que pendant la journée, lorsque le Soleil éclaire les panneaux solaires. Nous savons également que le vent est capricieux et déplace les pales des éoliennes sans tenir compte des besoins énergétiques de chaque instant. Ainsi, la quantité d’énergie produite par ces moyens ne coïncide généralement pas avec celle demandée à tout moment par les consommateurs. Logiquement, il n’est pas recommandé de perdre l’excès d’énergie et une bonne option consiste à le stocker pour une utilisation ultérieure. L’hydrogène nous offre cette possibilité.

Les atomes d’hydrogène ressentent une attirance incontrôlée vers l’oxygène. Lorsque les deux éléments se rencontrent, une union explosive se produit qui libère une bonne quantité d’énergie et produit de l’eau sous forme de déchet. Briser la molécule d’eau et séparer à nouveau ses composants nécessite donc le processus inverse, c’est-à-dire que la même quantité d’énergie doit être fournie à la molécule que l’oxygène et l’hydrogène libérés lors de leur union. C’est la raison pour laquelle obtenir de l’énergie à partir de l’eau est une chimère. Désormais, l’énergie utilisée lors de la séparation de l’oxygène et de l’hydrogène dans une molécule d’eau est stockée dans ses atomes. L’hydrogène obtenu peut être stocké, transporté et utilisé ultérieurement comme source d’énergie, à volonté. C’est ainsi que l’hydrogène est défini comme vecteur énergétique. À terme, l’hydrogène pourrait être utilisé pour alimenter une pile à combustible qui convertirait l’énergie en électricité ou par combustion directe avec de l’oxygène, qui pourrait être utilisée dans un moteur, même si son développement en est encore à ses balbutiements.

Mais la manipulation de l’hydrogène n’est pas facile, car il est si léger qu’il occupe des volumes énormes qui rendent son transport peu pratique. La dernière option est de le liquéfier, comme on le fait avec le butane que nous consommons en bouteilles, mais pour y parvenir, il faut d’énormes pressions et des températures très basses. Enfin, c’est un gaz tellement réactif que sa manipulation dans une atmosphère riche en oxygène est très dangereuse. Pour ces raisons, des formules sont à l’étude qui permettent de le conserver et de l’utiliser de manière plus sûre.

L’une de ces options est celle étudiée par notre invité, Paula Sánchez Paredeset son équipe au sein d’un projet appelé HIDROAM. Le projet vise à trouver des formules permettant d’utiliser l’ammoniac comme intermédiaire. La molécule d’ammoniac contient un atome d’azote et trois atomes d’hydrogène, elle est facile à obtenir et, lorsque la molécule se dissocie, elle génère de l’hydrogène et de l’azote qui peuvent être libérés en toute sécurité car, comme vous le savez, c’est le gaz le plus abondant dans l’atmosphère.

Ainsi, l’ammoniac est un vecteur énergétique qui présente un grand potentiel dans le stockage chimique de l’hydrogène, est facile à stocker et dispose d’un réseau de distribution et d’utilisation éprouvé du fait de son utilisation pour la fabrication d’engrais. L’objectif du projet HIDROAM est le développement de nouveaux catalyseurs qui permettent de décomposer la molécule d’ammoniac en ses composants, dans le but d’obtenir de l’hydrogène qui pourra ensuite être utilisé comme source d’énergie.

je vous invite à écouter Paula Sánchez Paredesprofesseur de chimie à la Faculté des Sciences et Technologies Chimiques de UCLM à Ciudad Real et chercheur du projet HIDROAM pour la production d’hydrogène à partir d’ammoniac.