Des chercheurs de l’université du Texas à Austin étudient des méthodes permettant de produire de l’hydrogène à partir de roches riches en fer dans le cadre d’un processus sans émissions.
L’université a reçu une subvention de 1,7 million de dollars de l’Agence pour les projets de recherche avancée sur l’énergie (ARPA-E) du ministère de l’énergie. L’université travaille en partenariat avec l’école des ressources énergétiques de l’université du Wyoming sur ce projet.
Aujourd’hui, la majeure partie de l’hydrogène aux États-Unis est produite en brûlant du gaz naturel. Ce processus, parfois appelé production d'”hydrogène bleu”, contribue aux émissions de gaz à effet de serre au même titre que l’utilisation traditionnelle des combustibles fossiles. Le secteur a également commencé à adopter l'”hydrogène vert”, un processus qui utilise de l’électricité provenant de sources solaires et éoliennes.
Aujourd’hui, il pourrait y avoir un nouveau venu dans le domaine de l’hydrogène, sous la forme d’un “hydrogène géologique”.
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L’équipe de recherche de l’UT Austin étudie l’utilisation de différents catalyseurs naturels pour produire de l’hydrogène gazeux à partir de roches riches en fer, en imitant un processus naturel appelé “serpentinisation”.
Dans la nature, les roches riches en fer libèrent de l’hydrogène en tant que sous-produit du processus de serpentinisation, une métamorphose des roches à basse température. Ce processus est particulièrement fréquent au fond de la mer, à la limite des plaques tectoniques. Des catalyseurs naturels tels que le nickel et les éléments du groupe du platine sont actuellement étudiés pour induire ce processus.
“On trouve des accumulations naturelles d’hydrogène géologique dans le monde entier, mais dans la plupart des cas, elles sont petites et non rentables, bien que l’exploration se poursuive”, a déclaré Esti Ukar, professeur associé à l’UT Austin.
Selon M. Ukar, la recherche permettra de tester la production de plus grands volumes d’hydrogène à partir de roches riches en fer, ce qui prendrait normalement plusieurs millions d’années pour se produire naturellement. Cette recherche est le premier projet du genre à créer un processus de production d’hydrogène géologique à l’échelle industrielle.
“Si nous parvenons à accélérer ces réactions sous terre, nous pourrons transformer les roches en une ressource énergétique propre et abondante”, explique Eric Ellison, chercheur à l’université du Colorado à Boulder.
Un rapport publié en 2022 par l’institut géologique des États-Unis (USGS) suggère qu’il pourrait y avoir suffisamment d’hydrogène géologique naturel pour répondre à la demande mondiale pendant des générations, ce qui permettrait de remplacer rapidement les combustibles fossiles nocifs qui émettent du carbone.
“En utilisant une gamme prudente de valeurs d’entrée, le modèle prédit un volume moyen d’hydrogène qui pourrait répondre à la demande mondiale d’hydrogène prévue pendant des milliers d’années”, a déclaré Geoffrey Ellis, chercheur à l’USGS. “Nous devons cependant être très prudents dans l’interprétation de ce chiffre. D’après ce que nous savons de la distribution du pétrole et d’autres gaz dans le sous-sol, la majeure partie de cet hydrogène est probablement inaccessible”.
Les recherches d’Ellis ont montré qu’une grande partie de ces réserves d’hydrogène sont trop profondément enfouies ou trop éloignées des côtes pour pouvoir être récupérées de manière rentable.
Selon l’USGS, même une fraction des ressources géologiques en hydrogène de la Terre pourrait répondre à la demande mondiale en combustibles liquides pendant des centaines d’années, mais le recours à des combustibles qui nécessitent des processus naturels s’étalant sur des millions d’années peut poser ses propres problèmes. Les combustibles naturels extractibles ne font pas partie d’une économie circulaire à long terme, une vision poursuivie par le National Renewable Energy Laboratory (NREL).
“La décarbonisation de l’économie américaine nécessitera le déploiement rapide de technologies énergétiques propres”, a déclaré le NREL. “Cela nécessitera de grandes quantités de matériaux, y compris des matériaux rares et essentiels. Pour que ces matériaux soient disponibles dans les quantités nécessaires et qu’ils aient une valeur et une fonction optimales, il faudra mettre en place une économie circulaire solide pour les matériaux énergétiques.
