Un «arbre artificiel» suisse pour produire de l’hydrogène vert

Un réacteur solaire unique en son genre promet de surmonter les coûts élevés et les difficultés de transport associés au développement de l’hydrogène vert. La première installation pilote sera mise en service en Suisse en février 2024, mais cette innovation suscite également de l’intérêt à l’étranger.

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Le disque parabolique installé sur le campus de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ne passe pas inaperçu. D’un diamètre de sept mètres et pointé vers le ciel, il fait penser à un radiotélescope. Cependant, il n’a pas été conçu pour détecter les ondes radio en provenance de l’espace, mais pour utiliser la lumière du soleil et l’eau afin de produire de l’hydrogène.

Il s’agit de la première démonstration de production d’hydrogène solaire à l’échelle d’un système, explique Sophia Haussener, directrice du Laboratoire de science et d’ingénierie des énergies renouvelables de l’EPFL. Cela signifie que, contrairement aux expériences en laboratoire, le prototype comprend tous les éléments nécessaires à une production continue d’hydrogène.

Pourquoi l’hydrogène est crucial pour la transition énergétique L’hydrogène est un combustible à zéro émission de carbone et peut être utilisé comme «batterie» pour stocker l’énergie renouvelable. Le défi consiste à pouvoir l’extraire du sous-sol de manière rentable ou à le produire à partir de sources renouvelables, en grandes quantités et à un coût acceptable. L’hydrogène est également l’un des principaux thèmesLien externe de la prochaine conférence internationale sur le changement climatique qui se tiendra à Dubaï (COP28). Cet article fait partie d’une série explorant le potentiel et les limites de l’hydrogène et le rôle de la science et de l’industrie dans la recherche du carburant vert de l’avenir.

Le système appelé Arb, du latin arbor (arbre), a été breveté par SoHHytecLien externe, une start-up de l’EPFL, et promet de surmonter deux des principaux problèmes qui entravent le développement de l’hydrogène vert: le coût élevé de la production et la difficulté de transporter ce qui est considéré comme le vecteur énergétique de l’avenir.

Arb est capable de produire de l’hydrogène à proximité de son lieu d’utilisation et à un coût similaire, voire inférieur, à celui de l’hydrogène dit gris, c’est-à-dire extrait du méthane et du charbon. Actuellement, 96% de l’hydrogène produit dans le monde provientLien externe de sources fossiles.

Autant d’atouts qui ont permis à SoHHytec de lever plus de trois millions de francs de fonds. Et surtout de convaincre les entreprises des secteurs de la métallurgie, de l’énergie et de la logistique de miser sur l’hydrogène renouvelable pour réduire leurs émissions de CO2. Après dix ans de recherche et développement, l’«arbre artificiel» est prêt à porter ses fruits.

Un peu comme la photosynthèse

La lumière du soleil est réfléchie par le miroir parabolique et concentrée dans le réacteurLien externe situé au point focal. À l’intérieur du réacteur, le courant électrique généré par le soleil sépare les molécules d’eau (H2O) en hydrogène (H2) et en oxygène (O2) par un processus similaire à la photosynthèse chez les plantes.

Le système tourne sur lui-même et suit la position du soleil dans le ciel pour maximiser la production (voir la vidéo ci-dessous). Il peut produire de l’hydrogène même par temps nuageux ou la nuit en se connectant à une source d’électricité externe.

Ce qui le rend unique, c’est sa capacité à récupérer la chaleur et l’oxygène générés au cours du processus. La chaleur peut être utilisée pour chauffer l’intérieur des bâtiments ou pour préchauffer certains processus industriels, tandis que l’oxygène, souvent considéré comme un déchet, peut être utilisé dans les hôpitaux pour le traitement de l’insuffisance respiratoire.

SoHHytec affirme qu’Arb est plus efficace que les usines de production d’hydrogène vert conventionnelles utilisant l’énergie solaire ou hydroélectrique. En tenant compte de la récupération de la chaleur et de l’oxygène, le rendement avoisine les 80%, selon la start-up.

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