Un petit réacteur produit de l'hydrogène directement à partir de la lumière du soleil

Le module présenté par l'Institut Fraunhofer est une solution tout-en-un pour la production d'hydrogène. Le système complet peut séparer l'eau en hydrogène et en oxygène en utilisant uniquement de l'électricité, qu'il génère lui-même.

Cet élément de séparation solaire directe de l'eau est appelé cellule photoélectrochimique, ou PEC en abrégé. Le petit appareil devient ainsi un module PEC tandem. Il est destiné à être utilisé pour produire de l'hydrogène en vue d'une utilisation ultérieure, de la manière la plus souple possible et sans nécessiter d'installation importante.

Cependant, le développement jusqu'à ce point n'a pas été tout à fait simple. L'hydrogène n'est pas seulement très volatil. S'il se mélange à l'oxygène qui est également produit après la génération, une réaction de gaz détonant peut se produire. Le nom en dit long.

La cellule tandem doit donc comporter deux zones strictement séparées. Pour ce faire, on utilise une vitre recouverte des deux côtés de deux matériaux semi-conducteurs différents. La couche supérieure n'absorbe que la lumière à ondes courtes. La couche inférieure convertit la lumière à ondes longues en électricité.

Cela permet de produire de l'hydrogène en bas et de l'oxygène en haut. L'hydrogène est capturé et peut ensuite être stocké, même s'il s'agit d'un processus complexe.

En tant que solution complète, il suffit que le soleil brille, que l'eau soit disponible et que la production démarre. Selon l'Institut Fraunhofer, des essais sur le terrain ont déjà été réalisés à grande échelle.

Le soleil d'Europe centrale, c'est-à-dire un ensoleillement très faible, suffit à produire 150 grammes d'hydrogène pur par an à partir d'un seul module PEC tandem d'une surface active d'un demi-mètre carré (5 pieds carrés). Avec 100 mètres carrés, le résultat serait de 30 kilogrammes. Cela donnerait à un véhicule à hydrogène une autonomie de 3 000 kilomètres (2 000 miles).

Cependant, il reste encore du travail à faire en matière d'efficacité. Si vous ne considérez que l'énergie qui peut être générée, une cellule solaire commerciale peut générer 20 fois plus avec la même quantité de lumière solaire. Cependant, le principe d'obtenir de l'hydrogène directement à partir d'un seul élément vaut vraiment la peine de poursuivre les efforts jusqu'à ce que l'efficacité atteigne des valeurs praticables.