L’hydrogène-énergie est un axe d’investissement japonais qui  s’inscrit dans le cadre de la transformation énergétique que l’archipel vivra durant les 20 prochaines années, suite aux événements de mars 2011 et la catastrophe de Fukushima.

L’annonce récente, le 11 septembre 2012, par le « HIT Business Group », un regroupement de quatre entreprises (Toyota Tsusho, Mitsui Chemical, Daiwa Lease et Japan Blue Energy), de leur volonté de développer la filière de la transformation des déchets organiques provenant des égouts en hydrogène s’inscrit dans cette démarche. Cet axe d’investissement est relativement important, d’un point de vue tant environnemental qu’économique. En effet, ce procédé de production d’hydrogène permet une réduction substantielle des coûts de production et des émissions de dioxyde de carbone (de l’ordre de -75%) par rapport aux méthodes conventionnelles de production qui sont basées sur des ressources fossiles (gaz naturel liquéfié par exemple).

Une usine pilote a été construite dans la ville d’Izumo (préfecture de Shimane, sud-ouest du pays), usine dans laquelle les tests de vérification de la technologie « BLUE TowerTM » ont débuté le 11 septembre 2012. Cette technologie repose sur l’utilisation de billes d’aluminium comme convoyeur de chaleur, permettant ainsi de réduire la présence de charbon au sein des équipements, améliorant par là l’efficacité du procédé. Dans l’appareil de pyrolyse, la biomasse (copeaux de bois, les boues d’épuration, etc) est mise en contact avec les billes d’alumine à haute température pour produire du biogaz tels que le méthane. Le biogaz est ensuite chauffé par les billes d’alumine et de la vapeur, et converti en gaz avec des concentrations plus élevées d’hydrogène. La circulation des billes d’alumine est très efficace pour le chauffage et évite surtout les problèmes de blocage causés par le goudron.

La technologie Blue TowerTM

L’usine est intégrée à une chaîne de commercialisation complète puisque les rejets des égouts sont séchés dans une usine adjacente à l’usine pilote et lui sont envoyés pour être transformés en bio-hydrogène qui sera utilisé comme vecteur énergétique dans les piles à combustibles (automobiles comme résidentielles) qu’opère « BLUE HydrogenTM Sales Business ».

Le groupe vise une commercialisation dans l’archipel à l’horizon 2015 via la construction de nombreuses usines dans le pays.

Origine : BE Japon numéro 627 (14/09/2012) – Ambassade de France au Japon / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70964.htm

Professeur Jordi Llorca Piqué

Des chercheurs de l’Université Polytechnique de Catalogne (UPC) ont réussi à produire de l’hydrogène à partir d’éthanol et de lumière solaire. Les résultats de l’étude qui a été menée conjointement avec les universités d’Aberdeen, Auckland et Edimbourg, ont été publiés dans la revue Nature Chemistry au mois de mai. Un des co-auteurs de l’étude, Jordi Llorca, est directeur de l’Institut de Techniques Energétiques et membre du Centre de Recherche en Nano-Ingénierie de l’UPC.

De l’énergie renouvelable pour produire de l’hydrogène

L’hydrogène (utilisé sous forme de dihydrogène H2) permet de générer de l’électricité via une pile à combustible. Mais le dihydrogène n’existe pas en l’état dans la nature et il est nécessaire de le produire, ce qui suppose un coût énergétique. L’obtention de ce gaz à partir d’énergies renouvelables est donc une piste prometteuse pour améliorer la compétitivité de l’électricité produite par pile à combustible et également pallier au problème du stockage de l’énergie [1]. Une des voies envisagées est l’utilisation de l’énergie solaire : il faut alors mettre en œuvre un photocatalyseur, constitué d’un semi-conducteur et d’une couche de métal noble sous forme de nanoparticules. Actuellement, un des semi-conducteurs les plus utilisés est le dioxyde de titane.

De l’éthanol à la place de l’eau
Jusqu’ici, la synthèse de dihydrogène à partir de l’énergie solaire se basait sur l’utilisation d’eau comme matière première. Cependant, les rendements obtenus sont très bas et les matériaux utilisés pour le photocatalyseur sont très coûteux. Un des intérêts de l’étude qui a été menée réside dans le fait d’utiliser un photocatalyseur qui fonctionne non pas avec de l’eau mais de l’éthanol, une ressource renouvelable que l’on peut obtenir à partir de résidus forestiers et agricoles : 100 grammes de cellulose permettent d’obtenir 50 grammes d’éthanol.

Un photocatalyseur bon marché
Le nouveau photocatalyseur adapté à l’éthanol utilise un semi-conducteur de dioxyde de titane, sous sa forme minérale anatase qui présente un taux de conversion deux fois supérieur à la forme minérale rutile. Ce substrat est ensuite recouvert de nanoparticules d’or, bien meilleur marché que les métaux nobles utilisé pour l’eau (platine, ruthénium, rhodium). Les scientifiques sont également arrivés à la conclusion que la taille des particules d’or (comprise entre deux et 12 nanomètres), n’influait pas sur la production d’hydrogène, ce qui permet donc une réduction des coûts.

Le dernier avantage de cette poudre catalytique concerne ses conditions d’utilisation : contrairement aux autres procédés généralement mis en œuvre et pour lesquels il faut chauffer le catalyseur (parfois jusqu’à 500°C), on opère ici à température et pression ambiantes, ce qui réduit le coût énergétique du procédé.

Procédé et rendement
Le photocatalyseur solide sous forme de poudre est plongé dans un bain d’éthanol sur lequel on applique de la lumière solaire. Sous l’effet de ce rayonnement le semi-conducteur en dioxyde de titane produit des électrons qui sont captés par les nanoparticules d’or. La réaction postérieure de ces particules avec l’alcool produit alors du dihydrogène. Comme le signale M. Llorca « la structure du semi-conducteur et le contact avec les nanoparticules sont primordiaux dans la conception du photocatalyseur ».

La quantité d’hydrogène produite dépend de la quantité de photocatalyseur utilisée et de la surface exposée à la lumière. En conditions de laboratoire les chercheurs ont obtenu jusqu’à cinq litres de dihydrogène par kilogramme de catalyseur et par minute. A titre d’exemple, avec neuf kilogrammes de catalyseur il serait possible de générer environ trois kilowatts d’électricité en utilisant le dihydrogène ainsi produit via une pile à combustible, ce qui représente environ la puissance nécessaire pour alimenter un foyer. C’est d’ailleurs le prochain objectif des auteurs de l’étude : concevoir des réacteurs optimisés pour un usage domestique et à plus grande échelle, afin de promouvoir l’hydrogène en tant qu’alternative aux combustibles fossiles et surtout comme vecteur d’énergie stockable.

Origine : BE Espagne numéro 105 (6/06/2011) – Ambassade de France en Espagne / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/66969.htm

La zone industrielle Chempark Unipetrol de Litinov , en République Tchèque, va accueillir un nouveau centre de recherche en chimie inorganique, unique en Europe Centrale. Combiner recherche universitaire, enseignement supérieur et application directe en terme de débouchés commerciaux, voilà l’ambition que poursuit l’Institut de chimie inorganique VUAnCh du groupe Unipetrol avec son projet de centre de recherche pilote, intégré à la zone industrielle pétrochimique de Litinov [1].

Dédiée à des travaux expérimentaux réalisés pour les raffineries et les usines du secteur dans le domaine des ressources renouvelables, la structure prolongera les activités de la société fondatrice, actuellement engagée dans des essais pour obtenir de l’hydrogène à partir de déchets générés pendant la production d’huile de colza. Elle hébergera par ailleurs une branche du centre d’études de Most-Velebudice, où les étudiants de l’Institut de Technologie Chimique de Prague auront l’opportunité de réaliser un cycle d’apprentissage [2].

- [1] Institut de Chimie Inorganique, Usti nad Labem
- [2] Institut de Technologie Chimique, Prague

Origine : BE République Tchèque numéro 21 (2/03/2011) – Ambassade de France en République Tchèque / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65993.htm

Sources :

• Résultat du programme FP7-ENERGY financé par l’UE, 28 janvier 2011 : http://cordis.europa.eu
• Le site du projet : www.plantpower.eu