27 octobre 2014 | La Revue POLYTECHNIQUE 08/2014 | Énergie

L’hydrogène sous la forme d’un carburant liquide

Transformer l’hydrogène en un liquide peu inflammable: des chercheurs de l’EPFL apportent le dernier élément à la solution qu’ils proposent pour gérer l’entreposage et le transport du carburant du futur. Leurs travaux sont publiés dans Nature Communications.

L’hydrogène fait figure de carburant du futur. Mais ce gaz propre, qui ne rejette que de la vapeur d’eau, reste hautement explosif. Il doit être stocké et transporté sous pression dans d’encombrants conteneurs. Ce caractère peu docile pose des problèmes de sécurité, de logistique et de rentabilité, qui entravent fortement son utilisation. La solution réside peut-être dans les travaux des chercheurs de l’EPFL.

Ces derniers ont mis au point un système simple, basé sur deux réactions chimiques: la première transforme l’hydrogène en un liquide aisément stockable et moins inflammable que l’essence - de l’acide formique - tandis que la seconde fait exactement l’inverse et restitue l’hydrogène. Ainsi transformé, le gaz peut être stocké facilement et sans risque. Une autre application possible consiste à utiliser le CO₂atmosphérique, responsable de l’effet de serre, pour synthétiser de nombreux produits chimiques.

Une transformation simple

L’équipe du professeur Gabor Laurenczy avait déjà développé un procédé permettant de transformer simplement l’acide formique en hydrogène. La méthode, qui avait fait l’objet de publications, notamment dans Science, est actuellement en phase de développement industriel. Mais pour un système complet et cohérent, il manquait le procédé inverse: transformer l’hydrogène en acide formique. C’est désormais chose faite, grâce au soutien de la société EOS Holding. La boucle est bouclée et les chercheurs de l’EPFL décrivent ce procédé dans la revue Nature Communications.

Les chimistes sont parvenus à synthétiser de l’acide formique en une seule étape, simplement à partir d’hydrogène et du CO₂présent dans l’atmosphère. Les procédés conventionnels comportent plusieurs phases, sont complexes à mettre en œuvre et engendrent des sous-produits chimiques indésirables.

Les deux réactions chimiques - de l’hydrogène à l’acide formique, puis de nouveau à l’hydrogène - reposent sur une catalyse. L’avantage est qu’aucune matière n’est perdue durant la transformation, ce qui permet la construction de dispositifs durables.

Avec leurs deux catalyses, les chercheurs disposent maintenant de l’ensemble des technologies nécessaires à la fabrication d’un dispositif complet et intégré. Gabor Laurenczy imagine, par exemple, de petites unités de stockage d’énergie: le courant de panneaux photovoltaïques produit de l’hydrogène par électrolyse, le gaz est transformé et stocké sous forme d’acide formique, puis retransformé en hydrogène pour restituer de l’électricité quand le Soleil ne brille plus. «La simplicité de notre procédé permettrait de le faire à l’échelle domestique», déclare le chercheur.

La synthèse de produits chimiques en utilisant le CO₂atmosphérique est une autre application possible. En effet, l’acide formique est à la base de nombreuses synthèses organiques, dans l’industrie textile, par exemple. «On fait d’une pierre deux coups: on séquestre une partie des 35 gigatonnes de CO₂que nous rejetons chaque année dans l’atmosphère, et on l’utilise pour synthétiser des matériaux», conclut Gabor Laurenczy.

Gabor Laurenczy

Chercheur EPFL

Tél.: 079 411 73 73

gabor.laurenczy@epfl.ch