Des chercheurs de l’Université du Texas à Austin mettent au point une méthode permettant de produire de l’hydrogène à partir de roches riches en fer sans émissions de CO2, ce qui pourrait révolutionner l’industrie de l’hydrogène. Crédit : Issues.fr.com
Des recherches innovantes sur la production d’hydrogène à partir de sources géologiques pourraient avoir un impact significatif sur le paysage énergétique durable, offrant une alternative à faible émission de carbone aux méthodes actuelles.
Dans le cadre d'un projet qui pourrait changer la donne pour la transition énergétique, des chercheurs de l'Université du Texas à Austin explorent une suite de catalyseurs naturels pour aider à produire de l'hydrogène gazeux à partir de roches riches en fer sans émettre de dioxyde de carbone.
Si les scientifiques réussissent, le projet pourrait relancer un tout nouveau type d’industrie de l’hydrogène : l’hydrogène géologique.
Un grand pas pour l’industrie de l’hydrogène
« Nous produisons de l'hydrogène à partir de roches », a déclaré Toti Larson, professeur associé de recherche au Bureau de géologie économique de l'UT Jackson School of Geosciences et chercheur principal du projet. « Il s'agit d'un type de production d'hydrogène à partir de combustibles non fossiles à partir de roches riches en fer qui n'a jamais été tenté à l'échelle industrielle. »
L'équipe de recherche a récemment reçu une subvention de 1,7 million de dollars du ministère de l'Énergie et collabore avec des scientifiques de la School of Energy Resources de l'Université du Wyoming pour explorer la faisabilité de ce processus sur différents types de roches aux États-Unis.
Les chercheurs étudient les catalyseurs chimiques capables de produire de l’hydrogène gazeux à partir de roches riches en fer. Crédit : Toti Larson/UT Austin
L’hydrogène est un acteur important de la transition énergétique car il ne produit pas de CO2 émissions de gaz lorsqu'il est brûlé comme carburant. Son seul sous-produit est l’eau. Cependant, la majeure partie de l’hydrogène gazeux est aujourd’hui produite à partir de gaz naturel selon un processus qui produit également du CO.2.
La production d’hydrogène géologique à partir de roches riches en fer constituerait un changement majeur dans la transition énergétique en raison de sa faible empreinte carbone, a déclaré Larson.
« Si nous pouvions remplacer l'hydrogène provenant de combustibles fossiles par de l'hydrogène provenant de roches riches en fer, ce serait une énorme victoire », a déclaré Larson.
Innovations dans la production géologique d’hydrogène
Les catalyseurs explorés par l’équipe stimuleront un processus géologique naturel appelé « serpentinisation ». Lors de la serpentinisation, les roches riches en fer libèrent de l'hydrogène comme sous-produit des réactions chimiques.
La serpentinisation se produit généralement à des températures élevées. Avec des catalyseurs naturels comprenant du nickel et d'autres éléments du groupe du platine, l'équipe s'efforce de stimuler la production d'hydrogène à des températures plus basses et à des profondeurs facilement accessibles grâce à la technologie actuelle, là où se trouvent des roches riches en fer dans le monde entier. Cela signifie que la production d’hydrogène améliorée par catalyseur à partir de roches riches en fer a le potentiel d’augmenter considérablement la production d’hydrogène à l’échelle mondiale.
Esti Ukar (à gauche) et Toti Larson dirigent un projet visant à produire de l'hydrogène géologique à partir de roches. Ils sont tous deux chercheurs au Bureau of Economic Geology, une unité de recherche de l’UT Jackson School of Geosciences. Crédit : Toti Larson/UT Austin
« Des accumulations naturelles d'hydrogène géologique sont découvertes partout dans le monde, mais dans la plupart des cas, elles sont petites et non rentables, même si l'exploration se poursuit », a déclaré Esti Ukar, professeur associé de recherche à la Jackson School et collaborateur du projet. « Si nous pouvions contribuer à générer de plus grands volumes d'hydrogène à partir de ces roches en provoquant des réactions qui prendraient plusieurs millions d'années pour se produire dans la nature, je pense que l'hydrogène géologique pourrait vraiment changer la donne. »
Ukar dirige également les travaux sur un autre projet de transition énergétique visant à développer des techniques d'exploitation minière sans carbone qui stockent le CO.2 dans le cadre du processus d’extraction des minéraux.
Les chercheurs ont déjà mené avec succès des tests à l’échelle du laboratoire. La subvention, de l'Agence des projets de recherche avancée-Énergie du Département de l'énergie (ARPA-E), sera utilisée pour étendre les expériences et tester le processus sur un large éventail de types de roches riches en fer trouvés en Amérique du Nord. L'équipe étudiera l'utilisation de catalyseurs sur les basaltes du Rift Midcontinental dans l'Iowa, les formations de fer rubanées dans le Wyoming et les roches ultramafiques dans le Midwest.
Ce projet est l'une des nombreuses initiatives de recherche du Bureau of Economic Geology étudiant le rôle du sous-sol dans la production et le stockage de l'hydrogène dans le cadre de la transition énergétique.
