Comment fabriquer l’hydrogène ?

[Invité]

La solution, c'est l'hydrogène.

Je ne vais pas te contredire , je n'en sais rien

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Décryptages
Comment fabriquer l’hydrogène ?
L’hydrogène est l'élément chimique le plus abondant dans l'univers. On le trouve dans la composition du Soleil, des étoiles, des planètes gazeuses. Sur notre planète, on a noté quelques émanations d’hydrogène naturel, mais non exploitables en quantités significatives et à des coûts compétitifs. Pour l’utiliser, il faut donc l’isoler.
Unité de production d'hydrogène par vaporeformage à la raffinerie de Jubail, en Arabie saoudite. Labelle Michel / TOTAL 

Sur Terre, l'hydrogène est associé dans la nature à beaucoup d'autres éléments : surtout à du carbone pour former le méthane (CH₄) et à de l’oxygène pour constituer l’eau (H₂O). Pour obtenir de l'hydrogène pur pour les besoins industriels, il convient donc de le séparer des éléments chimiques auxquels il est lié.
On peut produire de l’hydrogène par électrolyse à partir de l’électricité renouvelable

Les sources de fabrication

Aujourd'hui, 95 % de l'hydrogène est fabriqué à partir de sources d'énergies fossiles (gaz naturel, brut (pétrole)) et de bois. Il existe actuellement trois types de procédés de production :

•   Le procédé le plus courant de fabrication de l'hydrogène est le reformage (conversion de molécules à l'aide de réactions chimiques) du gaz naturel par de la vapeur d'eau surchauffée. On parle alors de vaporeformage. En présence de cette vapeur d'eau et de chaleur, les atome carbonés (C) du méthane (CH₄) se dissocient. Après deux réactions successives, ils se reforment séparément pour obtenir, d'un côté, du dihydrogène (H₂) et, de l'autre, du dioxyde de carbone (co₂). Cette opération nécessite donc le recours au gaz naturel.
  
•   Un autre procédé est la gazéification du charbon de bois¹, composé principalement de carbone et d'eau. Brûlé dans un réacteur à très haute température (entre 1 200 et 1 500 °C), le bois libère des gaz qui vont alors se séparer et se reformer pour obtenir, d'un côté, du dihydrogène (H₂) et, de l'autre, du monoxyde de carbone (CO).
  
•   L’hydrogène peut aussi être fabriqué à partir de l’électricité, par l'électrolyse de l'eau. Elle consiste, à l'aide d'un courant électrique, à décomposer l'eau (H₂O), en dioxygène (O₂), d'un côté, et en dihydrogène (H₂) de l'autre. Cette méthode est très loin d’avoir la compétitivité économique de la production à partir des sources fossiles. L’hydrogène produit aujourd’hui par vaporeformage du méthane coûte environ 1,5 €/kg d’H₂  à la sortie de l’usine (hors coût de distribution), un prix de revient qui est d’ailleurs le triple de celui du gaz naturel. L’hydrogène issue de l’électrolyse  revient aujourd’hui à un coût environ 4 fois supérieur, sans compter l’impact du prix de l’électricité.
  

La technique par électrolyse ne représente aujourd’hui en France que 1 % de l’hydrogène produit. Mais le développement des nouveaux usages de l’hydrogène-énergie, qui nécessitent un hydrogène plus pur, ouvre de vastes perspectives à cette technique. Des recherches sont menées pour diminuer le coût de production, notamment en recourant à une électrolyse à haute température (EHT), entre 700 et 800 °C.


Infographies Le défi de la voiture à hydrogène

Produire un hydrogène « propre »

Pour que le nouveau vecteur énergétique que pourrait constituer l’hydrogène se range du côté des « énergies vertes », c’est-à-dire faiblement émettrices de gaz à effet de serre, il est essentiel que sa production soit la plus « propre » possible.
Le reformage peut certes être faiblement émetteur de gaz à effet de serre si on le couple à des procédés de capture et de stockage du CO₂. Le coût s’en trouve bien sûr fortement augmenté.
La gazéification est un autre moyen car elle concerne toute la filière biomasse solide, c'est-à-dire les nombreuses matières organiques qui peuvent être brûlées pour dégager du biogaz. Si le bois (via le charbon de bois) est le principal concerné, des déchets végétaux, comme la paille, peuvent donner satisfaction. En reconstituant la biomasse au fur et à mesure, on obtient un bilan faible en termes d'émissions de CO_2.
Quant à l’électrolyse, elle conduit aussi à un hydrogène propre si l’on utilise de l’électricité « verte ». Mais pour surmonter la question de la compétitivité, il faut pouvoir disposer de grandes quantités d’électricité, tout au long de l’année, à des prix très bas. Des prototypes sont à l’étude, notamment en Allemagne, pour utiliser les pics de production intermittents de l’éolien et du solaire. Mais la question du coût de cette production électrolytique reste pour l’instant un obstacle. 
95 % de l'hydrogène est fabriqué aujourd’hui à partir d'énergies fossiles

D'autres procédés de production d’hydrogène sont également à l'étude² :

•    certains microbes modifiés peuvent produire de l'hydrogène sous l'effet de la lumière du Soleil (microbes photosynthétiques) ;
  
•    immergée dans l'eau, une cellule photoélectrochimique (composant électronique qui décompose l'eau sous l'effet de la lumière solaire) peut produire des bulles d'hydrogène et d'oxygène. On parle alors de photoélectrolyse ;
  
•    la décomposition thermochimique de l'eau : portée à haute température (800 / 1 000°C), la molécule de l'eau se décompose et libère de l'hydrogène. L'inconvénient de cette méthode exige le recours à l’énergie nucléaire pour chauffer l'eau : les investissements sont lourds et la production dépend des stocks d’uranium.
  

Sources :
(1) Ethesis
(2) CEA

[Frère Barnabé]

je me demande si  les dirigeant(e)s des nations comme la France (entre autre) ne veulent pas que l'hydrogène soit fabriqué à moindre coup , c'est à dire fait maison !!!

[Edouard de Montmonrency]

... L'hydrogène est l'élément atomique le plus répandu dans l'Univers.

Napoléon III pensait déjà à la fusion nucléaire (au Roi Soleil) ;-)

[Frère Barnabé]

[Frère Barnabé]

[Edouard de Montmonrency]

L'hydrogème existe dans son état simple, mais sur Terre il faut passer souvent par une étape de transformation (trop souvent énergivore). Il y en a meme dans plein l'eau H2O

[Monsieur Trololo]

L'Hydrogène c'est un attrappe-couillon.

[Frère Barnabé]

L'Hydrogène c'est un attrappe-couillon.

t'as déja fait l'expérience d'en fabriquer ,pour écrire ça dessus???

[Monsieur Trololo]

L'Hydrogène c'est un attrappe-couillon.

[Frère Barnabé]

L'Hydrogène c'est un attrappe-couillon.

et pourquoi,dis nous en plus???

[Frère Barnabé]

[Monsieur Trololo]

T'as qu'a en fabriquer toi-même si ce n'est pas le cas ...

[Frère Barnabé]

T'as qu'a en fabriquer toi-même si ce n'est pas le cas ...

je ne retrouve plus la vidéo du CNRS  qui en témoigne !!!

[Monsieur Trololo]

T'as demandé au Saint Esprit ? Peut-être qu'il peut témoigner ?

[Frère Barnabé]

T'as demandé au Saint Esprit ? Peut-être qu'il peut témoigner ?

tu ne m'a pas encore pourquoi c'était une arnaque
Toi l'écolo pur jus!

[Edouard de Montmonrency]

Il existe plusieurs méthodes pour produire de l'hydrogène, chacune avec ses propres avantages et inconvénients du point de vue énergétique.
Voici quelques-unes des méthodes les plus courantes :

1. Électrolyse de l'eau : L'électrolyse de l'eau consiste à utiliser de l'électricité pour séparer les molécules d'eau (H2O) en hydrogène (H2) et en oxygène (O2). Cette méthode nécessite une source d'électricité, qui peut provenir de sources renouvelables telles que l'énergie solaire ou éolienne, ou de sources non renouvelables comme les centrales électriques au charbon ou au gaz. Le bilan nergétique de cette méthode dépend donc de la source d'électricité utilisée.

2. Reformage du gaz naturel : Le reformage du gaz naturel est une méthode courante de production d'hydrogène à grande échelle. Elle consiste à chauffer le gaz naturel à haute température pour produire de l'hydrogène et du dioxyde de carbone (CO2). Cette méthode est énergivore et dépend de l'approvisionnement en gaz naturel, qui est une ressource non renouvelable.

3. Gazéification de la biomasse : La gazéification de la biomasse implique la conversion de matières organiques telles que la biomasse forestière, les déchets agricoles ou les déchets municipaux en un mélange de gaz contenant de l'hydrogène. Cette méthode peut être plus durable que le reformage du gaz naturel, car elle utilise des ressources renouvelables, mais elle nécessite également de l'énergie pour chauffer la biomasse et convertir les composés organiques en gaz.

4. Électrolyse biologique : Une méthode émergente pour produire de l'hydrogène consiste à utiliser des micro-organismes tels que les cyanobactéries pour effectuer l'électrolyse de l'eau de manière biologique. Cette approche utilise la photosynthèse pour produire de l'hydrogène à partir de l'eau et de la lumière solaire. Bien que cette méthode soit prometteuse du point de vue de la durabilité, elle est encore en phase de développement et nécessite des recherches supplémentaires pour optimiser son efficacité énergétique.

En résumé, la production d'hydrogène peut être réalisée de différentes manières, chacune avec ses propres implications énergétiques. Les méthodes utilisant des sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire ou la biomasse peuvent offrir des avantages en termes de durabilité, tandis que les méthodes utilisant des combustibles fossiles comme le gaz naturel ont un impact plus important sur l'environnement.

[Jeannot Lapin]

L'hydrogène, il faut le voir comme du stockage d'énergie.
L'hydrogène a deux énormes problèmes de stockage.
1 ) la place et la façon de le stocker : pour être liquide et donc plus dense mais sans le comprimer c'est de le maintenir à - 253°C. L'autre façon c'est de le comprimer à 700 bars (contraintes énormes) pour n'occuper qu'environ deux fois le volume liquide.
2 ) l'hydrogène traverse à peu près tout, se combien aux métaux qu'il rend poreux et dont il affaiblit la structure. Il y a par exemple en l'air l'idée de remplacer le gaz de ville par de l'hydrogène en utilisant les installation existantes : mauvaise idée car contrairement au gaz de ville l'hydrogène va traverser (très lentement) les tuyaux de cuivre et va les dégrader et ils vont se mettre à avoir de vraies fuites.
Le fait que l'hydrogène soit plus explosif n'est par contre pas un vrai problème. Et il a comme avantage, même si à volume comparable de n’être pas aussi intéressant que l'essence, à poids équivalent de l'être beaucoup plus.

Conclusion : l'hydrogène pourrait être intéressant pour l'aviation civile, en remplacement du kérosène. Il faudra repenser les avions et les moteurs et installer tout ce qu'il faut d'installations dans les aéroports (un investissement monstrueux)
Pour la voiture, avec l'avènement des batteries solides, il est moins intéressant que l’électricité qui serait alors utilisée 3 fois moins efficacement à le produire et l'utiliser pour les déplacements, avoir toujours une hybride rechargeable à l'E85 qui serait de loin plus écolo, même pour répondre aux doctrines réchauffistes.

Autre conclusion : pas besoin d'installations et de réseaux à travers le pays. Seuls les aéroports seront fournis. On peut donc penser un système lourd de production, avec une acheminement lourd sur place (des conduits faits pour) et des probablement unités de refroidissement au niveau de l'aéroport.

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