Électrolyse de l’eau alcaline

Explorer l’électrolyse à l’eau alcaline : libérer le carburant de l’avenir

L’électrolyse de l’eau alcaline (AWE) est un processus qui utilise un électrolyseur pour diviser les molécules d’eau (H2O) en hydrogène gazeux (H2) et en oxygène gazeux (O2) à l’aide de l’électricité.

L’électrolyseur se compose de deux électrodes (une positive et une négative) immergées dans une solution d’électrolyte, généralement une solution d’hydroxyde de potassium (KOH), séparées par un diaphragme ou une membrane.

Dans ce processus, lorsqu’un courant électrique passe à travers l’électrolyte, il provoque la réduction des molécules d’eau près de l’électrode négative, produisant de l’hydrogène gazeux. Simultanément, au niveau de l’électrode positive, l’oxydation des ions hydroxyles se produit, générant de l’oxygène gazeux.

L’électrolyse de l’eau alcaline est importante dans la production d’hydrogène à l’échelle industrielle, car elle offre une technologie rentable et éprouvée pour générer de grands volumes d’hydrogène à faible teneur en carbone. L’hydrogène produit peut être utilisé pour diverses applications, telles que les véhicules à pile à combustible, la production d’énergie et les processus industriels.

Grâce à l’utilisation de sources d’énergie renouvelables comme l’éolien, l’énergie marémotrice et le solaire pour l’électrolyse, la production d’hydrogène peut être totalement exempte d’émissions de carbone, contribuant ainsi aux efforts mondiaux de lutte contre le changement climatique et de transition vers un avenir énergétique durable.

Avantages de l’électrolyse à l’eau alcaline :

L’électrolyse à l’eau alcaline offre plusieurs avantages par rapport à d’autres technologies d’électrolyse, telles que la membrane échangeuse de protons (PEM) ou la cellule d’électrolyseur à oxyde solide (SOEC), notamment :

Rentabilité : l’électrolyse à l’eau alcaline utilise des catalyseurs moins chers que ceux utilisés dans l’électrolyse à eau PEM et ont une durée de vie plus longue. Cela fait de l’électrolyse alcaline une option plus rentable pour produire de l’hydrogène.

Évolutivité : l’électrolyse de l’eau alcaline peut facilement être étendue à des capacités de production de l’ordre du mégawatt. Cela signifie que l’électrolyse à l’eau alcaline peut être utilisée pour la production d’hydrogène à grande échelle, offrant ainsi la flexibilité nécessaire pour répondre à une demande accrue.

Pureté des gaz : l’électrolyse de l’eau alcaline produit de l’hydrogène gazeux de haute pureté, ce qui est essentiel pour diverses applications, y compris les piles à combustible, en raison de la séparation efficace des gaz hydrogène et oxygène.

Efficacité énergétique : l’électrolyse de l’eau alcaline a une efficacité de conversion d’énergie comparable à celle des autres technologies. Cela signifie qu’une part importante de l’énergie électrique consommée est convertie en production d’hydrogène gazeux.

Respect de l’environnement : l’électrolyse de l’eau alcaline peut être alimentée par des sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie éolienne ou solaire, permettant la production d’hydrogène vert. Il en résulte un processus propre et respectueux de l’environnement qui contribue au moins aux émissions de gaz à effet de serre.

Sécurité : l’électrolyse à l’eau alcaline est une technologie bien établie qui ne se soucie guère de l’empoisonnement du catalyseur ou des problèmes liés au croisement de gaz.

Il est important de considérer que si l’électrolyse à l’eau alcaline offre plusieurs avantages, il existe également d’autres technologies d’électrolyse, telles que le PEM, qui ont leurs propres avantages et considérations spécifiques. Le choix de la technologie d’électrolyse dépend de facteurs tels que la pureté de l’hydrogène souhaitée, le coût, l’évolutivité et l’intégration avec des sources d’énergie renouvelables.

Applications de l’hydrogène produit par électrolyse de l’eau alcaline :

Matière première : L’hydrogène est largement utilisé comme matière première dans diverses industries et secteurs et sert de composant clé dans la production de produits chimiques, dans les raffineries, la fabrication d’acier et la production d’électricité. La production d’hydrogène par électrolyse à l’eau alcaline permet à ces industries de se décarboner.

Industrie chimique : L’hydrogène est une matière première cruciale, servant d’élément constitutif pour la synthèse d’une variété de composés chimiques et utilisé dans la production d’ammoniac, de méthanol, de peroxyde d’hydrogène et de divers composés organiques.

Raffineries : L’hydrogène est utilisé dans les raffineries pour l’hydrotraitement, où il est combiné avec des fractions de pétrole lourd pour éliminer les impuretés et améliorer la qualité des produits pétroliers.

Production d’acier : L’hydrogène est utilisé dans l’industrie sidérurgique comme matière première pour réduire le minerai de fer en fer métallique dans un processus appelé réduction directe. Cela réduit les émissions de carbone associées aux processus de production traditionnels.

Production d’électricité : L’hydrogène peut être utilisé comme matière première pour la production d’électricité grâce à l’utilisation de technologies de piles à combustible, qui convertissent l’hydrogène en électricité, utilisable comme source d’énergie propre.

Mobilité : L’utilisation de l’hydrogène dans les applications de mobilité facilite la transition vers des transports à faible émission de carbone et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Il offre l’avantage de fournir une source d’énergie propre et durable pour un large éventail de véhicules et de méthodes de transport tels que les bus, les camions, les taxis, les voitures personnelles et même les trains et les bateaux. Les véhicules à pile à combustible à hydrogène permettent une plus grande autonomie et des temps de ravitaillement plus rapides par rapport aux véhicules électriques à batterie, ce qui réduit également le poids.

Carburant : En convertissant l’électricité renouvelable en hydrogène par électrolyse de l’eau alcaline, l’hydrogène en tant que carburant peut être stocké et transporté sur de longues distances, ce qui permet de tamponner et d’équilibrer la nature intermittente de l’approvisionnement en électricité renouvelable. Ce combustible peut ensuite être utilisé pour la production d’électricité, la production de vapeur ou même pour remplacer le gaz naturel dans les applications de chauffage domestique.

En savoir plus : Applications d’INEOS pour l’hydrogène