«Nous avons une carte à jouer»
«Nous avons une carte à jouer»
Un laboratoire commun, des équipements communs et surtout une vision partagée: accélérer la découverte de nouveaux matériaux adaptés aux défis de la production d’hydrogène. Depuis le 20 juin dernier, le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) collabore avec la société française 3D-Oxides, qui développe des matériaux fonctionnels aux propriétés extraordinaires. Premier signe concret de ce nouveau partenariat, l’installation récente d’un premier instrument dans les locaux du LIST à Belvaux. Appelé «Sybilla 450», l’équipement est basé sur la technologie de dépôt de couches minces, qui permet de traiter plusieurs matériaux en même temps grâce à une approche combinée.
«Sybilla 450 est une machine unique qui peut traiter des substrats d’un diamètre allant jusqu’à 450 mm, une taille substantielle permettant de générer des photo-électrodes en grand nombre ou de taille suffisante pour des tests d’utilisation pertinents», explique le directeur de la technologie, Giacomo Benvenuti. Si la société française 3D-Oxides a fourni l’équipement, c’est une équipe de huit chercheurs du LIST qui apportera son expertise dans la synthèse de matériaux fonctionnels en couches minces.
Le directeur du département Recherche et Technologie des Matériaux du LIST, Damien Lenoble, explique le projet en cours: «Les propriétés qui sont recherchées sont associées à la vision que nous avons, à savoir faire l’ingénierie d’un matériau qui va transformer l’énergie solaire directement en hydrogène. Cela est nouveau par rapport aux grandes approches hydrogènes que vous avez aujourd’hui, qui sont plutôt basées sur l’énergie renouvelable. L’idée ici est de pouvoir stocker l’énergie sous forme d’hydrogène en utilisant ce que l’on appelle l’électrolyseur qui transforme finalement l’électricité en hydrogène et en oxygène à base d’eau. Cela marche, mais il y a des problèmes de fiabilisation, d’augmentation de rendement, de stockage. Ce sont des technologies qui a priori sont maîtrisables et que l’on peut optimiser. Cependant, on ne pense pas qu’il y aura des rendements extrêmement élevés à la fin.»
Le projet développé par le LIST est différent dans le sens où les chercheurs pensent qu’il est possible de faire de la transformation directe de l’énergie solaire en hydrogène. «Aujourd’hui, on transforme l’énergie solaire en électricité par des panneaux photovoltaïques, cette électricité on la prend, on la coupe à l’électrolyseur et on génère de l’hydrogène. C’est aujourd’hui la ligne qui a été privilégiée au niveau européen pour les cinq ou dix prochaines années pour simplement lancer la filière hydrogène. Cependant, par rapport au rendement et à la future demande en hydrogène, on sait déjà que cette filière-là ne sera pas suffisante. C’est pour cela que nous faisons un pari sur quelque chose de plus durable», poursuit-il.
Damien Lenoble rappelle que l’hydrogène peut être utilisé pour plein de choses, «c’est un carburant, cela fournit de l’électricité, c’est aussi un élément qui est extrêmement utilisé pour l’ingénierie chimique, pour la métallurgie, et cela constitue donc vraiment aussi une rupture du modèle socio-économique. Cela va permettre à terme de baisser drastiquement notre dépendance aux énergies fossiles. C’est aussi pour cela que l’Europe s’est positionnée très clairement sur cette filière.»
Grâce au nouvel équipement, les chercheurs ont de quoi être confiants: «Les technologies usuelles nous permettent aujourd’hui de faire l’analyse d’un matériau par jour, alors qu’aujourd’hui, avec notre technique, nous allons pouvoir monter à 50 ou 100 matériaux différents par jour. Cela nous permettra d’accélérer de manière significative l’identification des bonnes propriétés du matériau».
Damien Lenoble en est convaincu: «Nous avons une carte à jouer» dans le domaine de l’hydrogène. Les différents acteurs se trouvent actuellement dans une phase de concertation pour essayer d’établir une stratégie nationale commune sur cette thématique. «Nous aspirons à avoir une stratégie nationale consolidée pour la fin de l’année ou le début de l’année prochaine», dit-il. Au niveau des applications concrètes, l’hydrogène concerne tous les secteurs qui ont besoin d’énergie. Les premières applications au Luxembourg sont attendues pour 2030, plutôt dans le secteur de la métallurgie.
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