Technologie à énergie solaire, comme le photovoltaïque (PV), pourrait relever certains des défis environnementaux de notre époque, permettre la production durable d'énergie électrique dans de nombreuses zones géographiques, y compris les régions arides ou désertiques. De nombreuses régions arides sont situées près d'un océan ou d'une mer, pourtant, ils sont généralement affectés par une pénurie d'eau propre et fraîche.

Une pénurie d'eau hautement purifiée, qui est nécessaire pour alimenter la plupart des électrolyseurs existants, rend le stockage de l'électricité solaire intermittente particulièrement problématique. Les électrolyseurs sont des outils technologiques capables de séparer l'eau, eau généralement purifiée, en hydrogène et oxygène, grâce à l'utilisation d'une anode et d'une cathode.

Pour permettre l'utilisation de la technologie solaire et à base d'hydrogène dans les régions où l'eau douce et propre n'est pas disponible, les chercheurs ont essayé de développer des électrolyseurs capables de diviser directement l'eau salée ou impure, sans besoin de purification préalable. L'hydrogène produit à l'aide de ces électrolyseurs pourrait alors également être expédié dans le monde entier, faciliter la transition vers une infrastructure énergétique basée sur l'hydrogène.

Dans un article publié en Énergie naturelle , chercheurs de l'Université nationale d'Irlande Galway, l'Université de Liverpool et l'Université technique de Berlin ont effectué un examen des récents progrès dans les matériaux et les catalyseurs qui pourraient permettre l'électrolyse avec de l'eau de qualité inférieure ou saline. Leur étude décrit également certains des principaux défis associés à la conception de ces électrolyseurs, en soulignant les approches qui pourraient aider à surmonter ces problèmes.

« Nous voyons maintenant les premières opportunités potentielles concernant la valeur de l'électrolyse de l'eau saline, avec de l'hydrogène d'Australie expédié au Japon, " Pierre Strasser, l'un des chercheurs qui a mené l'étude, a déclaré TechXplore. « L'hydrogène australien peut être produit à l'aide d'électricité solaire provenant de zones désertiques, où l'eau douce est rare et précieuse. Un autre cas d'électrolyse des eaux salines provient des parcs éoliens offshore dans toute l'Europe, où l'on peut générer sur place de l'hydrogène qui peut être acheminé à terre ou utilisé dans des stations de ravitaillement en mer pour les véhicules nautiques de toutes sortes.

Dans leur papier, Strasser et ses collègues ont examiné toutes les études scientifiques qui ont réussi à électrolyser de l'eau salée, en se concentrant sur ceux qui utilisent des matériaux catalyseurs. Leur revue a spécifiquement examiné les principes physiques derrière le fonctionnement des électrolyseurs proposés dans le passé, qui différaient souvent et pourtant aboutissaient au même résultat final, ainsi que la stabilité de l'appareil et l'efficacité énergétique.

L'examen mené par Strasser et ses collègues met également en évidence certains des défis qui doivent être surmontés avant que l'électrolyse de l'eau impure et saline ne devienne viable. Cela comprend la conception et l'utilisation de membranes appropriées, car la plupart des technologies membranaires existantes peuvent être incapables de bloquer les impuretés.

"Si nous réfléchissons à cela à l'échelle mondiale, utiliser de l'eau douce pour produire de l'hydrogène n'est plus une option envisageable, au moins dans les zones arides où est produite la majeure partie de l'électricité solaire bon marché, " a déclaré Strasser. " Nous avons montré que la direction de recherche de la conception de nouveaux catalyseurs sélectifs (mais aussi d'autres composants de matériaux comme les membranes) pour les électrolyseurs d'eau de mer à haute performance est très importante, et cela mérite plus d'attention."

Globalement, Strasser et ses collègues suggèrent que les chercheurs essayant de développer des électrolyseurs capables de diviser l'eau salée ou impure devraient essayer d'identifier de nouveaux matériaux catalytiques applicables à la grande variété de compositions d'eau de mer présentes sur Terre. Leur article fournit des informations précieuses qui pourraient éclairer l'étude et le développement de technologies d'électrolyseurs innovantes.

Les chercheurs pensent que l'eau douce est la ressource la plus précieuse sur Terre, et sa valeur est susceptible d'augmenter à l'avenir en raison des sécheresses, inondations et autres effets néfastes du changement climatique. Dans les années à venir, l'eau pourrait être d'une importance vitale à la fois pour la survie de toute vie sur Terre et pour la production durable d'énergie électrique. Les électrolyseurs capables de diviser l'eau saline ou impure en oxygène et en hydrogène sans nécessiter de processus de purification préalable pourraient ainsi jouer un rôle clé en facilitant le passage à un nouveau, plus durable, infrastructures énergétiques.

« Nous travaillons actuellement au développement d'électrolyseurs d'eau de mer avec plusieurs sociétés internationales spécialisées dans ce domaine, " Strasser a déclaré. "L'idée générale est d'aider ces entreprises à devenir des leaders dans cette technologie."

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