Une nouvelle étape dans la production d'hydrogène à partir de l'eau grâce à la lumière solaire

Des scientifiques de l'Université d'État de l'Oregon ont travaillé sur un nouveau matériau capable de contribuer à la production d'hydrogène à partir de l'eau en utilisant uniquement la lumière du soleil. Cette recherche attire l'attention pour ses technologies susceptibles de réduire les coûts de production d'hydrogène propre et de diminuer la dépendance aux combustibles fossiles.

Dans le cadre de l'étude menée à la Faculté des sciences de l'université, une méthode visant à convertir directement l'énergie solaire en énergie chimique a été testée. Cette approche ne consiste pas à produire de l'électricité avec des panneaux solaires classiques pour ensuite procéder à une électrolyse, mais vise à ce que des matériaux spéciaux absorbant la lumière accélèrent les réactions au sein de l'eau.

Les photocatalyseurs sont au cœur de cette recherche. Les photocatalyseurs sont définis comme des substances qui facilitent la réalisation de réactions chimiques en absorbant l'énergie lumineuse. L'équipe dirigée par Kyriakos Stylianou s'est concentrée à cet effet sur des matériaux à structure cristalline poreuse, connus sous le nom de réseaux métallo-organiques.

COMMENT FONCTIONNE LE BVR-19 ?

Un réseau métallo-organique appelé BVR-19 a été utilisé lors des expériences. Il a été indiqué que ce matériau possède une liaison soufre-soufre capable de se rompre temporairement lorsqu'elle est exposée à la lumière, générant ainsi des espèces réactives de soufre. Cette structure est considérée comme importante pour la capture de l'énergie lumineuse et le transfert des électrons vers des réactions favorisant la production d'hydrogène.

Selon les chercheurs, l'un des points forts de cette méthode est qu'elle vise à fonctionner sans avoir besoin d'une source d'énergie externe autre que la lumière du soleil. De plus, le fait que le BVR-19 puisse être synthétisé dans des solutions aqueuses et à température ambiante pourrait contribuer à rendre le processus de production plus pratique à l'avenir.

L'équipe a également examiné différentes versions du matériau en conservant sa structure principale et en modifiant uniquement le métal qu'il contient. Ces expériences ont permis d'étudier comment de petits changements dans la composition des réseaux métallo-organiques se répercutent sur les performances.

L'hydrogène est présenté comme l'un des vecteurs énergétiques capables de remplacer les combustibles fossiles dans des secteurs tels que les transports et l'industrie. Cependant, la méthode de production de l'hydrogène détermine à la fois son coût et son impact environnemental. Aujourd'hui, l'une des méthodes de production courantes, le reformage du méthane à la vapeur, utilise du gaz naturel et libère du dioxyde de carbone au cours du processus.

Selon les estimations rapportées dans les sources, alors que le coût de l'hydrogène produit par reformage du méthane à la vapeur est d'environ 1,50 dollar par kilogramme, le coût de l'hydrogène vert obtenu à partir d'énergies renouvelables peut atteindre environ 5 dollars. C'est pourquoi les matériaux capables d'utiliser directement la lumière du soleil dans des réactions chimiques sont importants pour rendre l'hydrogène vert plus accessible.

Cependant, cette étude ne signifie pas une application qui remplacera complètement le gaz naturel dans les foyers à court terme. Les chercheurs soulignent que pour que la méthode puisse être utilisée à l'échelle commerciale, des évaluations supplémentaires sont nécessaires sur des points tels que l'efficacité, la stabilité à long terme et le coût total.