Une équipe d’ingénieurs belges espère à terme pouvoir produire de l’hydrogène par le biais de panneaux solaires. Les recherches des ingénieurs Jan Rongé, Tom Bosserez et Lisa Geerts, sous la supervision du professeur Johan Mertens, leur ont permis de remporter le Febeliec Energy Award.
Le prix associé au Febeliec Energy Award consistait en une récompense de 4.000 euros. Par le biais de cette initiative, Febeliec, l’association des consommateurs industriels d’énergie, désire récompenser les idées où la Belgique se distingue, qui peuvent jouer un rôle dans la résolution des gigantesques défis énergétiques. L’industrie belge paie nettement plus – de 27 à 73% – pour l’électricité que ses concurrents dans les pays voisins, alors que la sécurité d’approvisionnement est mise à rude épreuve.
Le jury, sous la direction de François Cornelis, l’ancien vice-président de Total, était surtout charmé par le côté innovant du projet. Ce dernier pourra probablement, à terme, contribuer à l’intégration d’une plus grande proportion d’énergie renouvelable dans le réseau électrique, en stockant de l’énergie verte dans de l’hydrogène. Les ingénieurs se basent sur le processus naturel de la photosynthèse, par lequel les plantes stockent l’énergie solaire en absorbant les dioxydes de carbone et l’eau et en rejetant l’oxygène.
Panneau solaire poreux
Par le biais de photosynthèse artificielle, les chercheurs belges désirent utiliser ce processus pour produire de l’hydrogène. Jusqu’à présent, on passe par des cellules photoélectrochimiques (appelées aussi cellules PEC) qui utilisent de l’eau. Cette technologie est encore trop chère pour concurrencer l’hydrogène produite sur base de sources fossiles. L’équipe d’ingénieurs vise des dispositifs à petite échelle et faibles coûts, à partir de l’énergie solaire et de l’humidité dans l’air.
Leur solution se base sur un panneau solaire poreux, qui convertit la lumière du soleil en énergie électrique. Avec des électrocatalyseurs et de l’eau, on fabrique ensuite de l’hydrogène. L’eau dont l’installation a besoin pour produire de l’hydrogène provient de l’humidité de l’air. Rongé: “Ce qui fait que cette solution pourrait en principe même être utilisée dans le désert, car là aussi il y a environ 5 grammes d’eau dans chaque mètre cube d’air.” Le dispositif que les Belges ont conçu est neutre en CO2, en grande partie rempli de gaz et pèse donc peu, et ne consomme en outre pas d’eau provenant des réserves limitées d’eau douce dans le monde.
Malgré les résultats très prometteurs, une percée commerciale n’est pas encore pour tout de suite. L’efficacité de la solution est pour l’instant encore relativement basse: un panneau solaire classique génère environ 20%, la version à hydrogène équivaut à 10%. Ce qui fait que, avec la technologie actuelle, un toit solaire de 60 à 70 m² est capable de produire à peu près suffisamment d’hydrogène que pour rouler sur une distance de 100 kilomètres.
En outre, l’impact des pores sur les panneaux solaires doit encore être davantage étudié. Les résultats de la recherche théorique et de la recherche expérimentale, sur ce plan, sont attendus d’un jour à l’autre. Si les ingénieurs sont déjà capables d’identifier et comprendre les processus complexes dans les différentes composantes, on peut envisager l’utilisation d’une cellule PEC basée sur la lumière.
Pour finir, les prévisions futures au sujet de l’utilisation de l’hydrogène en tant que solution à nos problèmes de mobilité ou comme élément de stockage de l’énergie renouvelable, doivent encore devenir une réalité concrète. Cela deviendra peut-être le plus grand défi, bien que la découverte puisse là aussi jouer un rôle, du fait que l’hydrogène peut être produite de manière décentralisée.
