De l’hydrogène produit avec la lumière du Soleil

L’hydrogène vert est fortement demandé partout sur la planète, et des chercheurs de l’Institut national de la recherche scientifique, à Varennes, ont trouvé une nouvelle façon d’en produire, avec la simple lumière du Soleil.

« On est en train de tracer une voie plus verte que verte », résume le professeur My Ali El Khakani, qui a dirigé l’étude de l’équipe multidisciplinaire qui signe cette découverte.

L’hydrogène est de plus en plus considéré pour la transition énergétique depuis qu’il est possible d’en produire avec des sources d’énergie renouvelables, comme l’hydroélectricité, ou même avec de l’électricité générée par des éoliennes ou des parcs solaires. Le gouvernement du Québec a d’ailleurs annoncé cette semaine un investissement de 15 millions dans le développement de cette filière.

La densité énergétique élevée de l’hydrogène, trois fois supérieure à celle de l’essence, rend ce carburant intéressant pour des secteurs difficiles à électrifier, comme le camionnage et les transports publics, quand il est produit avec de l’énergie propre.

Le Soleil, source d’énergie propre et pas chère, peut servir à produire directement et efficacement de l’hydrogène propre, concluent le professeur El Khakani, spécialiste des nanomatériaux, et les chercheurs de l’INRS après de nombreuses années de travail.

La recette

Ils ont utilisé le dioxyde de titane, matériau disponible en quantité au Québec et au Canada, et dont la particularité est d’être sensible aux rayons ultraviolets émis par le soleil. Ils ont amélioré cette photosensibilité pour l’étendre à la lumière visible émise par le soleil afin de produire une électrode pouvant absorber 50 % de la lumière du soleil.

À cette électrode composée de nanotubes de dioxyde de titane, des catalyseurs ont été ajoutés pour en augmenter l’efficacité. La méthode dite de photocatalyse, inspirée du phénomène naturel de la photosynthèse, permet à l’électrode placée sous le rayonnement du Soleil de briser la molécule d’eau en atomes d’oxygène et d’hydrogène.

L’avenir

Le résultat pourrait mener à ce qui est encore inimaginable aujourd’hui : des parcs de production d’hydrogène, comme on a des parcs éoliens et des parcs solaires qui produisent de l’électricité.

« On n’est pas encore rendus à pouvoir mettre des stations de production chez soi », a tempéré le chercheur lors d’un entretien avec La Presse. Mais en se projetant dans l’avenir, on peut imaginer que ça roulerait de la façon dont la photosynthèse fait pousser les plantes, illustre-t-il.

L’avantage de cette découverte est bien sûr un coût de production moins élevé, explique My Ali El Khakani. La production d’hydrogène par l’électrolyse, comme Hydro-Québec projette de le faire à Varennes, est énergivore et exige des investissements importants.

En plus de réduire le coût de production de l’hydrogène, l’avenue que vient ouvrir la recherche de l’INRS permet en plus de « s’approcher de l’équilibre naturel », selon lui, en se servant d’une source d’énergie qui a moins d’impact sur l’environnement que toutes les autres, y compris l’hydroélectricité.

Les résultats des travaux de l’équipe, dont fait partie l’Institut de chimie des procédés pour l’énergie, l’environnement et la santé, ont fait l’objet d’une publication de la revue Solar Energy Materials and Solar Cells en novembre dernier.