La membrane en céramique révolutionnaire rend les piles à combustible à hydrogène très efficaces

L'hydrogène est connu comme vecteur d'énergie pour les piles à combustible. Il trouve également une application importante dans divers processus industriels, de la transformation des aliments à la fabrication de verre, de semi-conducteurs et d'engrais à base d'ammoniac.

Une équipe de scientifiques soutenue et dirigée par CoorsTek, le premier fabricant mondial de céramiques techniques, a développé une membrane céramique qui génère de l'hydrogène comprimé dérivé du gaz naturel et de l'électricité. Cette conversion est un processus en une étape et, plus intéressant, sa perte d'énergie est presque nulle.

Puisqu'il s'agit d'une technologie très efficace qui utilise du gaz naturel bon marché et abondant, la membrane céramique permet la production d'hydrogène qui est l'alternative la plus propre et la moins chère pour alimenter les véhicules, par rapport à l'électricité et au pétrole.

Selon le Dr Jose Serra, co-auteur de l'étude, la perte d'énergie très efficace et proche de zéro, le processus de conversion du gaz naturel en hydrogène est attribué à la combinaison d'une réaction chimique absorbant la chaleur ou endothermique et d'une réaction électrochimique. Ce dernier est une réaction qui nécessite de l'électricité et de l'électrolyte pour que la réaction se déroule.

La membrane céramique composée d'oxyde de baryum, d'oxyde de zirconium et d'oxyde d'yttrium agit comme un électrolyte solide, transportant des ions hydrogène à des températures élevées comprises entre 400 et 900 degrés Celsius. En soumettant la cellule céramique à l'électricité, l'hydrogène n'est pas seulement séparé des autres gaz mais est également comprimé électrochimiquement.

Le Dr Serra cite des applications plausibles de la technologie des membranes céramiques. « Par exemple, nous pouvons utiliser la technologie des membranes céramiques pour produire de l'hydrogène à partir de l'eau. Cela nécessitera plus d'électricité que le reformage du méthane, mais si l'électricité est disponible à partir de sources renouvelables, nous pouvons fabriquer de l'hydrogène sans émission de CO2.

Per Vestre, directeur général de CoorsTek Membrane Sciences, explique les avantages de leur technologie. « Notre technologie révolutionnaire de membrane céramique permet aux véhicules alimentés à l'hydrogène d'avoir une efficacité énergétique supérieure avec des émissions de gaz à effet de serre inférieures à celles d'un véhicule électrique à batterie chargé à l'électricité du réseau. Le potentiel de cette technologie va également bien au-delà de la réduction du coût et de l'impact environnemental de l'alimentation des véhicules à moteur. Grâce aux capacités de fabrication de céramiques techniques CoorsTek à haut volume, nous pouvons rendre les membranes céramiques plus compétitives que la technologie de conversion d'énergie traditionnelle pour la production d'hydrogène à l'échelle industrielle et à plus petite échelle.

Plus de détails peuvent être lus dans leur document de recherche intitulé "Production thermo-électrochimique d'hydrogène comprimé à partir de méthane avec une perte d'énergie quasi nulle".