Les électrolyseurs innovants pour décarboner l’hydrogène
L'hydrogène s'impose comme un vecteur énergétique clé pour décarboner l'industrie et les transports. Mais pour que cet hydrogène soit vraiment "vert", il doit être produit à partir d'électricité renouvelable via des électrolyseurs. Or cette technologie doit encore relever de nombreux défis en termes de durabilité, d'efficacité et de coûts pour permettre un déploiement massif. Voici un tour d'horizon des dernières innovations dans ce domaine.
Des électrolyseurs plus durables et résilients
Pour produire de l'hydrogène en continu malgré l'intermittence des énergies renouvelables, les électrolyseurs doivent gagner en durabilité. Des recherches se concentrent sur de nouveaux matériaux de cellules d'électrolyse et des revêtements protecteurs pour résister à la corrosion et aux cycles marche/arrêt.
Des catalyseurs à base de matériaux abondants
Pour réduire les coûts et la dépendance aux métaux rares comme le platine et l'iridium, des alternatives sont étudiées. Par exemple, des catalyseurs à base de fer, de cobalt ou de nickel dopés avec de l'azote ou du soufre. Objectif : des performances équivalentes pour un coût 5 fois inférieur.
Notre défi est de développer des électrolyseurs à la fois robustes, efficaces et compétitifs pour permettre la production massive d'hydrogène vert à l'échelle des gigawatts.
Florence Lambert, directrice du CEA-Liten
L'architecture des électrolyseurs repensée
Au-delà des matériaux, c'est toute l'architecture des systèmes qui est optimisée pour gagner en compacité et en modularité. La startup Genvia planche ainsi sur des « stacks » innovants combinant plusieurs cellules d'électrolyse à oxydes solides (SOEC). Ceux-ci pourront être assemblés comme des legos pour créer des unités de toutes tailles.
Couplage intelligent avec les EnR
Enfin, pour maximiser le rendement et tirer parti de l'électricité verte disponible, de nouveaux modes de pilotage émergent. Il s'agit de faire varier en temps réel le fonctionnement des électrolyseurs selon la production solaire ou éolienne, tout en maintenant leur durée de vie. Des systèmes de prévision météo et d'intelligence artificielle entrent en jeu.
En combinant ces leviers d'innovation, l'objectif est de diviser par 3 le coût de production de l'hydrogène vert d'ici 2030 pour atteindre la parité avec l'hydrogène d'origine fossile. Les électrolyseurs joueront alors un rôle crucial pour concilier décarbonation, sécurité énergétique et compétitivité de l'industrie.
