La province canadienne de l'Alberta fait beaucoup parler d'elle en ce moment à cause des feux de forets, mais c'est de tout autre chose dont il est question ici, une révolution technologique qui pourrait contribuer à lutter contre le réchauffement climatique.
C'est un communiqué de l'Université d'Alberta par Adrianna MacPherson qui titre le 24 avril dernier :
Researchers discover a way to produce hydrogen and purify water at the same time.
Affordable, easily produced catalyst fuels a new process that could revolutionize off-grid energy solutions.
Des chercheurs découvrent un moyen de produire de l'hydrogène et de purifier l'eau en même temps.
Un catalyseur abordable et facile à produire alimente un nouveau procédé qui pourrait révolutionner les solutions énergétiques hors réseau.
Voici l'article traduit en français:
Des chercheurs de l'Université de l'Alberta ont mis au point un nouveau catalyseur qui pourrait révolutionner la façon dont nous produisons de l'électricité et purifions l'eau. Lorsqu'il est placé dans n'importe quel type d'eau et fourni avec une petite quantité d'énergie, le catalyseur produit de l'hydrogène (qui peut être introduit dans une pile à combustible pour générer de l'électricité), en même temps que de l'eau distillée potable.
Le catalyseur a été découvert presque entièrement par hasard lorsque Robin Hamilton créait une électrode pour un étudiant de premier cycle travaillant sur un projet de valorisation de la biomasse des déchets. Il a mélangé une combinaison de poudres et les a laissées reposer toute la nuit dans de l'eau, dans l'intention de terminer la cellule le lendemain. Quand il est revenu le matin, le mélange bouillonnait - une réaction qui était tout à fait hors de l'ordinaire.
"Il apparut que, lorsque vous mélangez ces deux choses ensemble, elles interagissent ensemble et l'hydrogène se dégage. Cela nous a terrassé », déclare Hamilton, chercheur associé principal au Département de chimie.
Hamilton a consulté les professeurs de chimie Jeff Stryker et Jonathan Veinot, pour partager la découverte inattendue et s'appuyer sur leurs expertises respectives. L'équipe s'est rapidement rendu compte qu'elle avait quelque chose de remarquable entre les mains : la combinaison spécifique de poudres pourrait servir de nouveau type de catalyseur.
Le catalyseur qu'ils ont créé est fabriqué avec un matériau non toxique et abondant. Il est facile et peu coûteux à produire, ce qui en fait une alternative abordable et accessible aux catalyseurs actuels sur le marché, qui nécessitent des matériaux coûteux et en quantité limitée.
Leur catalyseur peut également être utilisé avec n'importe quel type d'eau, un autre facteur qui lui donne un avantage sur les moyens actuels de générer de l'hydrogène, comme l'électrolyse de l'eau.
"Il y a une pénurie d'eau potable et c'est le plus gros problème avec l'électrolyse de l'eau pour générer de l'hydrogène - vous devez utiliser de l'eau propre", explique Hamilton. «Avec ça, vous ne le faites pas. Nous prenons quelque chose qui est sale, que vous ne pouvez pas boire, et générons de l'hydrogène puis de l'électricité dans une pile à combustible. Et la pile crache de l'eau que vous pouvez boire.
« Vous pourriez transformer les bassins de résidus des sables bitumineux en combustible utilisable tout en purifiant l'eau. Cela semble trop beau pour être vrai, pourtant c'est vrai », ajoute Veinot.
En plus du fait que le catalyseur représente une nette amélioration par rapport aux catalyseurs actuels disponibles, il transforme également ce qui est généralement un processus énergivore en quelque chose qui peut être réalisé avec des températures beaucoup plus basses et moins d'apport d'énergie.
Le nouveau processus piloté par catalyseur produit également peu d'oxygène, ce qui le rend moins volatil que les méthodes actuelles. Comme l'explique Hamilton, lors de l'utilisation d'une pile à combustible à hydrogène, la méthode la plus courante pour générer de l'hydrogène est l'électrolyse de l'eau. Ce processus divise l'eau en hydrogène et en oxygène, les sépare, puis les recombine dans la pile à combustible pour générer de l'électricité.
« Vous mélangez de l'hydrogène et de l'oxygène et atteignez certaines concentrations, c'est un mélange explosif. Il faut donc les séparer pour pouvoir l'utiliser en toute sécurité. Avec notre méthode, nous séquestrons l'oxygène sans ces coûteux séparateurs à membrane qui sont normalement utilisés, et nous pouvons générer de l'hydrogène et le faire entrer directement dans la pile à combustible. Vous n'avez pas à le séparer », explique Hamilton.
« Imaginez que votre tuyau d'arrosage vous fournisse l'eau qui peut être convertie essentiellement à la demande en carburant que vous souhaitez. Cela supprime le transport, le stockage, les risques d'explosions », ajoute Veinot.
Les chercheurs souhaitent initialement concevoir des dispositifs hors réseau qui pourraient aider les communautés éloignées ou aider aux secours en cas de catastrophe, lorsque l'accès au gaz naturel et à l'eau potable est un problème. Ils envisagent un système tout-en-un qui soit relativement compact et facile à utiliser - « un peu comme un SodaStream, mais au lieu de gicler du CO2 pour obtenir votre boisson gazeuse, c'est de l'hydrogène dégazé qui va dans votre pile à combustible pour générer votre énergie », déclare Hamilton.
« Les solutions hors réseau sont la cible initiale car c'est là que nous pouvons avoir le plus d'impact. »
Applied Quantum Materials, une société cofondée par Veinot, incube Dark Matter Materials, une nouvelle société cofondée par Stryker et Hamilton pour commercialiser le nouveau catalyseur et la nouvelle méthode. Dark Matter Materials a déjà suscité l'intérêt du secteur local de l'énergie et de l'agriculture, ainsi que de plusieurs sociétés multinationales basées aux États-Unis, en Europe et en Asie.
« Nous sommes dans une situation unique en Alberta en ce sens qu'Edmonton va être une plaque tournante de l'hydrogène. L'Université de l'Alberta a une histoire d'implication énergétique, et le département de chimie a une histoire d'implication énergétique en ce qui concerne les sables bitumineux », explique Veinot. « Nous avons maintenant une opportunité cruciale de faire passer cela au niveau supérieur. »