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Hydrogène issu de la biomasse
Une petite entreprise de Madison, dans le Wisconsin, a développé un nouveau moyen de générer de l'hydrogène à moindre coût et proprement à partir de la biomasse.
Au cours des deux prochaines semaines, la technologie, développée par Virent Energy Systems, sera utilisée pour la première fois pour produire de l'électricité en continu à partir d'un petit générateur de 10 kilowatts dans les installations de l'entreprise à Madison. L'unité est alimentée par du sirop de maïs, similaire à celui utilisé par les fabricants de boissons gazeuses, explique le PDG Eric Apfelbach.
La société est également sur le point de commencer à travailler sur un projet d'un million de dollars de la marine américaine visant à construire des générateurs portables à pile à combustible. L'objectif est de réaliser des unités autonomes capables de produire leur propre hydrogène à partir d'une solution de glycérol issu de la biomasse ou encore d'antigel.
La grande majorité de l'hydrogène est actuellement produite à partir de combustibles fossiles - pétrole, charbon et, le plus souvent, gaz naturel, grâce à un processus appelé reformage à la vapeur. Dans ce processus, un mélange de vapeur et de méthane est chauffé à des températures supérieures à 800 degrés Celsius, puis réagit avec un catalyseur pour produire de l'hydrogène et du monoxyde de carbone.
Bien qu'il soit possible d'utiliser un processus similaire pour générer de l'hydrogène à partir d'éthanol issu de la biomasse, cela présente des inconvénients, explique Robbie Burch, responsable de la chimie et du génie chimique à l'Université Queen's de Belfast en Irlande du Nord. Les températures élevées requises et l'utilisation de vapeur sous pression signifient que le processus de conversion n'est réalisable qu'à l'échelle industrielle, dit-il.
Le procédé de conversion de Virent, appelé reformage en phase aqueuse (APR), évite ces problèmes en effectuant le reformage à des températures relativement basses et avec des liquides plutôt que de la vapeur.
Leur procédé est une avancée significative, explique Dave King du Pacific Northwest National Laboratory à Richland, WA, car cela signifie que vous n'avez pas à mettre autant d'énergie dans le système pour produire de la vapeur, et en même temps vous travaillez avec liquides, qui ont une densité énergétique plus élevée que les gaz pour un volume donné.
De plus, le procédé utilise des catalyseurs extrêmement actifs, qui permettent de convertir 15 fois plus d'hydrogène par gramme de catalyseur, par rapport au reformage à la vapeur, explique le PDG Apfelbach. Cette efficacité permet à 90 % de la matière première d'être convertie dans le premier cycle, dit-il, et le reste d'être recyclé. En conséquence, Virent affirme qu'il est capable de produire de l'hydrogène pour 2 à 3 dollars par kilogramme, ce qui est compétitif avec l'hydrogène dérivé du gaz naturel.
L'intérêt de la Marine est d'alimenter le nombre croissant de batteries rechargeables utilisées dans les équipements militaires, allant des lunettes de vision nocturne aux équipements de communication et de positionnement, explique Apfelbach.
Ils veulent une unité ne dépassant pas deux pieds cubes et plus silencieuse qu'un générateur, dit-il. Le résultat sera un appareil capable de produire environ un kilowatt d'électricité, assez pour alimenter environ 20 ordinateurs portables. Faire fonctionner le générateur avec de l'antigel sera un bonus supplémentaire, note Apfelback, puisque la substance est déjà dans la chaîne d'approvisionnement militaire.