Quelles sont les différentes technologies de l’hydrogène ?

Les humains utilisent l’hydrogène, l’élément le plus abondant dans l’univers, depuis des centaines d’années. Les premières applications comprenaient les dirigeables et les ballons, tandis que les technologies de l’hydrogène plus récentes sont devenues essentielles pour les raffineries de pétrole et la fabrication de produits chimiques. L’hydrogène peut également avoir un grand potentiel dans les industries de l’énergie et des transports, où il peut être utilisé avec des conceptions existantes ou des technologies plus avancées encore en développement. Des efforts de recherche sont également en cours pour trouver des alternatives écologiques aux méthodes traditionnelles de production d’hydrogène à partir de gaz naturel ou d’autres combustibles fossiles.

Inscrit dans le tableau périodique des éléments sous le nom de « H », l’hydrogène est l’élément chimique le plus courant dans l’univers et est utilisé par les humains de diverses manières depuis des centaines d’années. C’est également l’élément le plus léger connu, ce qui a conduit à son utilisation comme gaz de levage dans les ballons et les dirigeables à partir de la fin des années 1700. Son utilisation a augmenté suite à la révolution industrielle et diverses nouvelles technologies ont été développées pour produire, transporter et stocker l’hydrogène afin de répondre à une demande accrue. Les raffineries de pétrole sont des utilisateurs particulièrement lourds, mais l’hydrogène est également utilisé en médecine, dans la fabrication de produits chimiques et dans la recherche scientifique. À mesure que les prix de l’énergie et les préoccupations environnementales augmentent, une attention de plus en plus grande est accordée aux technologies de l’hydrogène dans les secteurs de l’énergie et des transports.

Certaines technologies de l’hydrogène utilisent des conceptions ou des composants existants qui ont été modifiés ou optimisés pour utiliser l’élément comme source de carburant. Sous ses formes liquides et gazeuses hautement inflammables, l’hydrogène peut être brûlé pour alimenter des moteurs à combustion interne ou entraîner des turbines produisant de l’électricité. Ces technologies ont déjà fait leurs preuves avec d’autres sources de carburant, de sorte que la plupart des efforts de recherche et de développement se concentrent sur la recherche de moyens plus sûrs et plus pratiques de stocker et de transporter l’hydrogène. Les infrastructures existantes telles que les réservoirs de carburant, les stations-service et les pipelines peuvent devoir être modifiées ou rééquipées. Bien que l’utilisation de l’hydrogène de cette manière puisse être plus propre que des alternatives comme l’essence, la combustion de n’importe quel carburant – y compris l’hydrogène – crée une pollution de l’air en tant que sous-produit de la combustion.

Une autre catégorie de technologies de l’hydrogène, les piles à hydrogène, produit de l’électricité par une série de réactions chimiques plutôt que de brûler du carburant. Les seuls sous-produits qui restent sont l’eau et la chaleur, qui peuvent souvent être réutilisées à d’autres fins, notamment le chauffage d’un bâtiment. Plusieurs piles à combustible sont regroupées dans un empilement de piles à combustible. La taille de la pile peut être ajustée en fonction de la quantité d’électricité nécessaire pour une application particulière, ce qui signifie que la même technologie peut être utilisée à la fois dans une petite unité portable capable de charger de petits appareils électroniques et dans une centrale électrique de taille normale. Une pile à combustible peut également être associée à des moteurs électriques pour créer un véhicule à pile à combustible (FCV) non polluant ou peut être utilisée pour stocker l’électricité produite par le vent, le solaire ou d’autres systèmes d’énergie renouvelable.

Bien qu’il soit présenté par beaucoup comme une forme d’énergie propre, l’hydrogène est souvent produit à partir de gaz naturel et d’autres combustibles fossiles, un processus qui peut créer de la pollution et des émissions de gaz à effet de serre. Pour que les technologies de l’hydrogène soient une véritable source verte d’énergie alternative, de nouvelles stratégies de production et de transport de l’élément doivent être développées. Depuis le début des années 2000, la recherche a montré que l’hydrogène peut potentiellement être créé ou extrait à partir d’une variété de sources plus durables, notamment les fermes d’algues, l’électrolyse éolienne et solaire et même l’urine humaine. Les défenseurs de l’énergie propre continuent d’espérer que plusieurs de ces technologies pourraient devenir commercialement viables à grande échelle.