La chaîne de valeur de l'hydrogène vert commence avec l'électrolyse de l'eau : un process où les molécules d'eau sont séparées en hydrogène et oxygène. Ce process est alimenté au moyen d'énergies renouvelables provenant de l'énergie solaire, éolienne ou hydraulique.
Comment fonctionne l'électrolyse de l'eau ?
L'électrolyse de l'eau est réalisée en appliquant une tension électrique à des électrodes immergées dans l'eau, ce qui divise les molécules d'eau (H₂O) en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂). Il existe différents types d'électrolyseurs qui utilisent chacun des électrolytes différents :
- Les électrolyseurs alcalins utilisent une solution d'hydroxyde de potassium comme électrolyte,
- les électrolyseurs à membrane d'échange de protons (PEM) utilisent de l'eau pure et
- Les électrolyseurs « solid oxide electrolyser cell » (SOEC) séparent la vapeur en hydrogène et en oxygène à des températures pouvant atteindre 850 °C.
Environ 50-55 kWh d'électricité sont nécessaires pour produire 1 kg d'hydrogène, bien que l'énergie exacte requise puisse varier en fonction de l'efficacité de l'électrolyseur. Cette demande d'énergie peut être couverte par des sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire, éolienne ou hydraulique afin de produire de l'hydrogène vert. De plus, environ 9 litres d'eau sont nécessaires pour produire 1 kg d'hydrogène. Il s'agit d'un investissement non seulement lié à l'énergie, mais aussi à l'eau, qui doit être pris en compte en particulier dans les régions souffrant de pénuries d'eau.
Pourquoi produire de l'hydrogène par électrolyse ?
Ce process peut être alimenté par des énergies renouvelables, produisant ainsi de l'hydrogène vert. L'hydrogène vert est neutre sur le plan climatique et contribue à réduire les émissions de CO₂. En outre, l'hydrogène peut servir de stockage d'énergie et être utilisé dans divers secteurs tels que l'industrie, la mobilité et l'approvisionnement en énergie. En combinant différentes technologies et sources d'énergie, des synergies peuvent être utilisées pour accroître l'efficacité de la production d'hydrogène.
Quel est le rendement de la production d'hydrogène par électrolyse ?
L'efficacité de la production d'hydrogène par électrolyse est actuellement de l'ordre de 60 à 70 %, selon le type d'électrolyseur. Cela signifie que 60 à 80 % de l'énergie électrique utilisée est convertie en énergie chimique de l'hydrogène. Des améliorations technologiques peuvent encore accroître cette efficacité à l'avenir.
Chaque concept d'électrolyseur pour l'électrolyse de l'eau pose ses propres défis en termes de pression, de température et de fluide. Notre large gamme de solutions de mesure de pression, de température, de débit et de niveau répond à ces défis, assurant ainsi un fonctionnement efficace et sûr des électrolyseurs pour l'électrolyse de l'eau. Les électrolyseurs à haute température tels que le SOEC offrent des avantages particuliers en raison de leur efficacité accrue, mais ils nécessitent des matériaux spéciaux pour les électrodes et les électrolytes afin de résister aux températures élevées.
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