L'équipe du professeur Yin Huajie de l'Institut des sciences des matériaux de Hefei de l'Académie chinoise des sciences a récemment réalisé une percée en développant un nouveau système de production d'énergie solaire capable de produire de l'hydrogène vert directement à partir de l'humidité atmosphérique, sans dépendre de sources d'eau ou d'énergie externes.
La technologie d'électrolyse de l'eau à membrane d'échange de protons (PEMWE), principale méthode de production d'hydrogène vert, est reconnue pour son efficacité et la haute pureté de l'hydrogène produit. Cependant, sa forte dépendance à l'eau de haute pureté limite son application dans les régions en pénurie d'eau. La collecte d'eau atmosphérique (AWH), en tant que méthode émergente pour obtenir de l'eau pure, offre une solution viable pour résoudre le problème de la pénurie d'eau dans la production d'hydrogène vert.
Le système autonome développé par l'équipe du professeur Yin combine la collecte d'eau atmosphérique par effet photothermique avec la technologie d'électrolyse à membrane d'échange de protons. Le système utilise du carbone poreux hiérarchique comme adsorbant pour capturer l'humidité de l'air, qui est ensuite évaporée sous l'effet de la chaleur solaire et acheminée vers un électrolyseur personnalisé pour la production d'hydrogène. Les matériaux poreux sont préparés par synthèse de modèles et calcination, suivis d'un traitement d'oxydation de surface pour améliorer leurs propriétés hydrophiles.
Les résultats expérimentaux montrent que ce système offre des performances exceptionnelles. Même dans des conditions de faible humidité (jusqu'à 20 %), il maintient une collecte et une évaporation d'eau stables. Dans un environnement à 40 % d'humidité, le taux de production d'hydrogène atteint près de 300 millilitres par heure, avec une excellente stabilité cyclique et une fiabilité à long terme. Des tests sur site ont confirmé que ce système peut produire de l'hydrogène vert de manière continue en utilisant uniquement l'énergie solaire, atteignant zéro émission de carbone sans apport énergétique externe.
