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Produire de l'hydrogène
à partir d'eau
et d'énergie solaire

Entretien avec Kevin Sivula

Alors que Air Liquide vient de lancer le deuxième Challenge des Petites Molécules Essentielles, retour sur le lauréat de la première édition, le chercheur américain Kevin Sivula, professeur en génie chimique à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Concourant sur le thème « H2 solaire en bouteille », il avait été primé pour ses travaux sur la production d’hydrogène à l'aide de la photo-électro-catalyse.

Vous avez été primé pour vos travaux sur la production d'hydrogène à partir d’eau et d’énergie solaire grâce à la photo-électro-catalyse. Pourriez-vous nous en dire plus sur votre projet ?

Produire de l’hydrogène en utilisant de l’eau et l’énergie du soleil n’est pas nouveau. En revanche, la technologie que nous avons mise au point est inédite. . L’intérêt majeur de notre projet réside dans l’utilisation de matériaux intrinsèquement stables comme le fer et les oxydes de cuivre, fabriqués à partir de matières premières largement disponibles et peu coûteuses. C’est un élément clé. Pour qu’une technologie ait un impact sociétal important, celle-ci doit répondre à ces deux exigences.

En quoi la production d'hydrogène par photo-électro-catalyse est-elle fondamentale pour la transition énergétique et environnementale ?

L'intérêt de l’hydrogène, c’est qu’il peut être stocké à très grande échelle, facilement et longtemps. C’est également un vecteur d’énergie renouvelable qui ne pollue pas. En effet, par sa combustion très énergétique, l’hydrogène peut fournir de la chaleur ou de l’électricité sans autre résidu que de l’eau. Quant à la photo-électro-catalyse, elle permet de produire directement de l’hydrogène à partir de la lumière, sans aucun autre apport d’énergie. Elle ne génère pas de dioxyde de carbone et constitue donc un possible chemin à suivre dans le processus de transition vers des énergies propres. Je m’estime très chanceux de travailler sur une technologie qui peut avoir un impact aussi important sur la société.

Qu’est-ce qui vous a motivé à participer au « Challenge des Molécules Essentielles » et quel bilan tirez-vous de cette collaboration avec Air Liquide ?

J’étais à une étape charnière de mes travaux de recherche, où j’avais besoin de soutien pour dépasser le stade fondamental de mon projet. La collaboration avec Air Liquide a été décisive. Elle m’a permis de travailler sur la faisabilité de la technologie, et c’est en bonne voie ! Mon objectif est de construire un prototype d’ici fin 2018. Ce modèle grandeur nature permettra de simuler toutes les contraintes qui pourraient mettre à mal le projet. Je n’aurais pas eu la capacité ni les ressources nécessaires pour y parvenir sans le soutien d’Air Liquide. Les différents échanges et commentaires techniques que j’ai pu avoir avec les experts du Groupe m’ont été très utiles. J’ai également eu la chance de visiter le centre R&D d’Air Liquide à Paris-Saclay, et j’ai été très impressionné par les connaissances et les ressources des équipes.

La recherche sur l’hydrogène dans le monde est-elle encourageante ?

Depuis quinze ans, il fait l’objet de multiples travaux de recherche. Production, stockage, catalyse, semi-conducteurs… toutes les pistes ont été étudiées. Une effervescence liée sans doute au fait que nombreux sont ceux qui considèrent que ce type de technologies est devenu indispensable. La science doit encore contribuer à la mise au point d’une solution efficace et économiquement compétitive.


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