100% d'énergie solaire

Tokelau, un pays qui guère fait de rubriques, est composé de 3 îles polynésien sous la tutelle de Nouvelle Zélande. La population est faible, un peu prés de 500 personnes sur chaque île. Ils vivent essentiellement d’exportations de timbres, coprah, tissus artisanaux et subventions de la Nouvelle Zélande.

Jusqu’à lors leur système électrique a été basé sur des diesels générateurs et l’importation de 2000 barils de carburant par an, transporté par bateaux à un coût de 1 million dollar. Maintenant, c »est fini.

Des panneaux solaires avec une puissance maximale de 1 GW et des systèmes pour stocker l’énergie électrique en batteries ont maintenant été installés. Par conséquence la vie quotidienne des insulaires a radicalement changé.

La stabilité du réseau permet accès à internet et télévision et les poissons qui, en cas de bonnes prises, auparavant pourrissaient sur les quais peuvent désormais être conservés dans des congélateurs.

Personne ne veut revenir à la vie auparavant.

Électrodes en nickel et fer rendent la production d'hydrogène efficace

L’hydrogène est une option intéressant dans la future sans carburants fossile. A part de l’utiliser dans des piles à compossible pour propulser des véhicules il y a d’autres options. Le fabriquant d’acier suédois LKAB est par exemple en train de laisser l’hydrogène remplacer le charbon dans leur production. Un des problèmes sur ce chemin est de produire l’hydrogène de la façon économique à partir de électricité, ce qui se fait avec de la électrolyse d’eau.

Les produits de ce processus sont les gaz l'oxygène et l'hydrogène. Pour que le processus soit efficace à grande échelle, les électrodes sont revêtues de métaux précieux tels que platine, ruthénium et iridium. Cependant, des chercheurs australiens ont maintenant réussi à créer des électrodes composés de fer et nickel qui à la fois sont moins chère et plus efficace.

Un projet joint entre l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, l'Université Griffith et l'Université de technologie de Swinburne ont montré que le nouveau catalyseur accélère la réaction chimique tout en nécessitant moins d'énergie.

L’innovation consiste à un revêtement nanométrique sur les électrodes où le fer et le nickel se joignent sur le niveau atomique, C'est dans cette interface que l'hydrogène est séparé de l'oxygène.

Le fer et le nickel sont respectivement des très mauvais catalyseurs pour la production d'hydrogène. Cependant, de la magie apparaisse lorsqu'ils sont combinés à l'échelle nanométrique. Ce joint change fondamentalement les propriétés de ces matériaux. Les résultats montrent que le catalyseur nickel-fer peut être aussi actif que de la platine.

Dans l'électrolyse l’hydrogène est produit par la cathode et l’oxygène par l’anode. Par défaut, la cathode est en platine tandis que l'anode est en ruthénium et iridium. Le prix du kilo pour ces trois métaux est à 40 000, 11 000 et 66 000 euro respectivement. En revanche, un kilogramme de nickel ou de fer s’achète pour moins de 20 et 2 euro respectivement.

Un autre avantage est que le revêtement en nickel-fer peut servir pour les deux électrodes.

Ce travail a été présenté dans Nature Communications. Il y a des nombreuses autres recherches sur catalyseurs alternatifs. Le KTH suédois a en 2018 présenté ses progrès avec une solution à base de nickel, fer et cuivre. En 2017 un groupe de recherche suédois, finlandais et vietnamien a publié ses travaux sur un catalyseur de plastique carbonisé.

Pourquoi ne pas recueillir le CO2 dans le système d'échappement

C’est que propose L'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL, qui a développé une méthode à le faire pour gros camions. Les véhicules à moteur thermiques représentent près de 30% des émissions mondiales de CO2 et 72% proviennent des transports commerciaux.

Selon les innovateurs le système ne augment pas la consommation de carburant. Au lieu il utilise une grande partie de l'énergie calorique normalement perdu dans le système d’échappement. Tout d'abord, le gaz produit par le moteur est refroidis qui fait que le contenu d’eau condense et peut être séparée. Ensuite, le CO2 est séparé des restes d’air, l'azote et de l'oxygène, avec un Metal–organic framework, MOF, qui absorbe le CO2.

Les MOFs sont des matériaux extrêmement poreux constitués d'ions métalliques ou de clusters coordonnés à des ligands organiques. Ils sont conçus pour capter le CO2 et lorsque le matériau est saturé, il est chauffé afin que ce gaz puisse être extrait.

Un compresseur rapide tourné par une turbine qui utilise la chaleur du moteur comprime ensuite le CO2 à un liquide, qui est accumulé dans une boîte sur le toit de la cabine. Au ravitaillement il est vidé et le CO2 peut ensuite être stocké souterrainement dans un lieu de roches poreuses ou converti en carburant à l'aide d'énergies renouvelables.

Le boit de CO2 mesure 2 x 0,9 x 1,2 m et le poids ne correspond qu'à 7% de la charge utile du véhicule. Selon les chercheurs, seulement 10% du CO2 échappe ce recyclage. Le système fonctionne avec tous types de carburants. Il peut aussi être adapté aux camions déjà en circulation et même bateaux.