Le carburant hydrogène qui lance les fusées de la NASA dans l'espace et fournit de l'énergie électrique via des piles à combustible ne produit qu'un seul déchet :de l'eau si pure que l'équipage des astronautes peut la boire.

Ici sur Terre, les premières voitures alimentées par des piles à combustible à hydrogène sont arrivées sur le marché en 2015, promettant un air plus pur et une planète plus saine. Mais si vous n'en avez pas encore vu sur la route, tu n'es pas seul. Il y en a moins de 7, 000 aux États-Unis. Alors pourquoi l'hydrogène n'est-il pas devenu une alternative aux moteurs à essence ?

Paul Ronney, un professeur de l'USC Viterbi School of Engineering en génie aérospatial et mécanique qui étudie la combustion et la propulsion, dit que l'hydrogène a des barrières devant lui, y compris l'efficacité et le coût. Il étudie ce qu'il faudrait pour surmonter certains d'entre eux. Ici, il nous informe sur le rôle de l'hydrogène dans le domaine des carburants alternatifs.

Quels sont les avantages des voitures à pile à combustible à hydrogène ?

Ils n'émettent pas de gaz à effet de serre par le tuyau d'échappement, afin de réduire la pollution dans les zones urbaines à mauvaise circulation de l'air, comme le sud de la Californie aux États-Unis et de nombreuses grandes villes en Inde et en Chine.

Les voitures à hydrogène sonnent d'une propreté irréprochable. Pourquoi ne les conduisons-nous pas tous ?

Il n'y a pratiquement pas d'hydrogène pur sur Terre parce qu'il est si réactif. La plupart de l'hydrogène est fabriqué à partir de méthane [gaz naturel] dans un processus qui produit du dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre. L'hydrogène peut également être fabriqué à partir d'eau par électrolyse, mais cela nécessite de l'énergie électrique. Pour l'obtenir, nous sommes de retour à la combustion de combustibles fossiles.

Peut-on produire de l'hydrogène sans créer de gaz à effet de serre ?

L'électricité solaire peut être utilisée pour diviser l'eau en hydrogène et en oxygène par électrolyse. Étant donné que l'énergie solaire ne fournit qu'une fraction de l'électricité totale produite aux États-Unis, détourner l'électricité solaire pour produire de l'hydrogène ne réduit pas les émissions de gaz à effet de serre. Cela pourrait changer si l'électricité solaire est augmentée à l'avenir.

L'hydrogène est aussi propre que l'énergie utilisée pour le produire. Y a-t-il d'autres limites?

L'hydrogène dans les véhicules doit être comprimé dans des réservoirs à haute pression coûteux, ce qui nécessite, vous l'aurez deviné, de l'énergie. Les véhicules à hydrogène actuels utilisent des piles à combustible pour convertir l'énergie chimique en énergie. Les piles à combustible sont très coûteuses car elles sont complexes et nécessitent des matériaux coûteux comme le platine.

Pouvons-nous contourner cela?

Les piles à combustible sont attrayantes parce que, en théorie, ils surmontent les limitations d'efficacité associées aux moteurs à combustion interne traditionnels. Pensez à l'énergie gaspillée sous forme de chaleur et de bruit dans un véhicule traditionnel. Alors que de nombreux scientifiques explorent des moyens de fabriquer des piles à combustible moins chères, ma recherche prend une autre approche :améliorer la faisabilité des moteurs à combustion interne qui utilisent l'hydrogène.

Quels sont les avantages de brûler de l'hydrogène ?

Tout d'abord, Les moteurs à combustion interne sont peu coûteux à fabriquer et peuvent facilement être modifiés pour fonctionner à l'hydrogène. Comme pour les piles à combustible, le principal déchet est l'eau, pas de dioxyde de carbone. Aussi, contrairement à l'essence, l'hydrogène brûle bien dans des "conditions pauvres en carburant, " où il y a beaucoup plus d'oxygène que de carburant. C'est bon pour l'efficacité énergétique et réduit également considérablement les émissions d'oxyde d'azote.

Que diriez-vous d'utiliser l'hydrogène dans des applications stationnaires ?

On a demandé au secteur des transports de porter le poids de la responsabilité de la réduction des gaz à effet de serre même s'il n'en contribue qu'à un tiers. Si nous voulons vraiment lutter contre le changement climatique, nous devons également nous éloigner des combustibles fossiles dans les applications non véhiculaires. L'idée de canaliser de l'hydrogène dans les maisons ou les entreprises semble farfelue, mais c'est possible. L'infrastructure actuelle de gaz naturel liquide pourrait être modifiée pour l'hydrogène. L'inflammabilité de l'hydrogène présente des problèmes de sécurité, mais avec les bonnes dispositions, ces préoccupations peuvent être atténuées - l'électricité est dangereuse, pourtant nous l'utilisons tous.