Qu'est-ce que l'eau se divise?

Le fractionnement de l'eau est le processus de décomposition du composé chimique de l'eau en ses éléments constitutifs d'hydrogène et d'oxygène.Il existe de nombreuses approches de la division de l'eau, la plus courante parmi elles étant l'électrolyse, où un courant électrique est passé dans l'eau pour produire des ions d'hydrogène et d'oxygène.Bien que de nombreuses méthodes de division d'eau ne soient pas éconergétiques en termes d'énergie nécessaire pour séparer l'hydrogène et l'oxygène de l'eau par rapport à l'énergie qui peut être dérivée plus tard de l'hydrogène pur pour le carburant, le processus est néanmoins considéré comme une alternative potentielle au remplacement d'unDépendance aux combustibles fossiles.Les applications utilisant l'énergie solaire et les nouveaux catalyseurs chimiques pour diviser l'eau offrent une méthode prometteuse pour produire des gains d'énergie nette renouvelables sans produire d'émissions de gaz à effet de serre ou d'autres polluants dans le processus.comme l'énergie éolienne, sont maintenant utilisées pour générer un courant électrique dans de nouvelles formes d'électrolyse.L'objectif est de créer un système de division d'eau qui est entièrement alimenté par des sources d'énergie renouvelables, telles que la lumière du soleil, ce qui rend la production d'hydrogène compétitive contre les combustibles fossiles.Le défi dans le processus a été de développer des électrodes en matériaux peu coûteux et durables.Il a été constaté que les composés de cobalt et de nickel borate offrent une efficacité accrue et sont bon marché et faciles à fabriquer.Bien que ces nouveaux composés d'électrode soient sûrs dans les systèmes commerciaux de production de carburants solaires, ils ne peuvent pas encore rivaliser avec l'efficacité des méthodes d'électrolyse industrielle qui utilisent des composés alcalins dangereux comme solutions d'électrolyte.

Mécanismes de fractionnement de l'eau qui offrent le plus de promesses en termes de gain d'énergiesont basés sur le processus de photosynthèse que les plantes utilisent pour convertir la lumière du soleil en énergie chimique.Bien que les systèmes naturels pour cela soient des systèmes très lents et artificiels qui l'imitent, il avait initialement une efficacité de moins de 1% lorsque la recherche a commencé sur eux en 1972 au Japon, les nouveaux processus augmentent les niveaux de production d'hydrogène.Les chercheurs japonais en 2007 ont commencé à enduire des électrodes en silicium microcristallin hydrogéné avec des nanoparticules de platine, ce qui a encore augmenté la stabilité et la durée de vie des électrodes et leur capacité catalytique à la division de l'eau.

Des recherches similaires au National Renewable Energy Laboratory (NREL) aux États-Unis ciblent également des taux de conversion de l'efficacité de l'hydrogène de 14% en 2015 avec une durabilité accrue d'électrodes de 1 000 heures en 2005 à 20 000 heures en 2015.À mesure que cette efficacité augmente, le coût correspondant de la production de carburants hydrogène diminue, avec un coût de dollars américains (USD) par kilogramme (/ kg) de production de H

2

en 2005 à 360 $ / kg jusqu'à 5 $ / kg en 2015. MêmeÀ ce niveau, le fractionnement de l'eau pour produire de l'hydrogène est encore trois à dix fois plus cher que de générer des carburants à base d'hydrogène à partir de la réforme du gaz naturel.La recherche a encore une certaine distance à parcourir avant qu'elle ne soit compétitive économiquement avec le secteur de l'énergie établi.