(Austin Schmid/Unsplash) L'hydrogène a un énorme potentiel en tant que carburant propre : il est abondant (principalement dans des composés comme l'eau), il ne produit aucune émission nocive et il peut également être utilisé pour stocker l'énergie solaire, éolienne et marémotrice.
Cependant, il est difficile de produire suffisamment de choses de manière pratique et abordable. Séparer l'hydrogène de l'eau peut nécessiter une technologie compliquée et repose également sur de l'eau douce pure - pas quelque chose qui est abondamment disponible partout.
Maintenant, les scientifiques ont mis au point un nouveau prototype d'appareil qui peut récolter l'eau de l'air humide, avant de la diviser en hydrogène et en oxygène.
De plus, il est capable de fonctionner dans des zones où l'humidité - la concentration de vapeur d'eau dans l'air - est aussi faible que 4 %.
«Dans ce travail, nous confirmons que l'humidité de l'air peut être directement utilisée pour la production d'hydrogène par électrolyse, en raison de sa disponibilité universelle et de son inépuisabilité naturelle», écrivent les chercheurs dans leur article publié .
L'appareil mis au point par les chercheurs est un prototype d'électrolyseur, alimenté par de l'électricité issue d'énergies renouvelables, pour décomposer l'eau en ses éléments, hydrogène et oxygène. Dans un test avec une source d'énergie solaire, cinq électrolyseurs fonctionnaient en parallèle.
Les électrodes sont placées de chaque côté d'une unité de récupération d'eau, un matériau semblable à une éponge qui absorbe l'eau de l'air mais qui sert également de réservoir d'électrolyte. Les deux électrodes sont isolées de l'air, ce qui signifie que l'hydrogène et l'oxygène peuvent être collectés sous forme de gaz purs une fois que la séparation s'est produite.
Un certain nombre de matériaux et de configurations différents ont été testés pour faire fonctionner le dispositif prototype à un niveau satisfaisant, et l'une des configurations que les chercheurs ont essayées a pu fonctionner avec succès pendant 12 jours consécutifs.
'Ce module dit d'électrolyse directe de l'air (DAE) peut fonctionner dans un environnement extrêmement sec avec une humidité relative de 4 %, surmontant les problèmes d'approvisionnement en eau et produisant de l'hydrogène vert de manière durable avec un impact minimal sur l'environnement', écrivent les chercheurs .
L'eau potable est une denrée rare dans la plupart des endroits, cet appareil peut donc être utilisé n'importe où sans épuiser les réserves. Cependant, il est susceptible d'être le plus utile dans les régions arides ou semi-arides où il n'y a pas beaucoup d'eau du tout.
Nous avons récemment assisté à une autre percée importante en termes de production d'hydrogène, l'aluminium et le gallium étant utilisés pour séparer les molécules d'hydrogène et d'oxygène dans l'eau . Les scientifiques ont maintenant de multiples pistes à explorer pour faire de l'énergie hydrogène une réalité plus répandue.
Il convient de rappeler que cette technologie en est encore à ses débuts : différentes configurations et matériaux DAE ont donné des résultats différents en termes d'efficacité et de production d'énergie. Cependant, l'équipe est convaincue que son appareil peut être amélioré et mis à l'échelle.
«Une amélioration supplémentaire du rapport surface / volume par des canaux d'ingénierie ou l'augmentation des rapports d'aspect du matériau spongieux garantira le taux d'absorption d'eau qui est essentiel à la mise à l'échelle des unités DAE», écrivent les chercheurs .
La recherche a été publiée dans Communication Nature .