Une équipe de l’Université de Californie à Berkeley a développé une nouvelle technologie d’électrolyseur qui prolonge considérablement la durée de vie des équipements de production d’hydrogène grâce à une conception améliorée des électrodes. Cette innovation pourrait réduire les coûts de production d’hydrogène propre et accélérer l’adoption de l’hydrogène dans les transports et le stockage d’énergie.

Le professeur Shannon Boettcher, du département de génie chimique et biomoléculaire, dirige l’équipe qui se concentre sur les électrolyseurs à membrane échangeuse d’anions (AEM). Ces électrolyseurs utilisent un polymère conducteur d’ions comme matériau central. Boettcher déclare : « Nous développons une technologie électrochimique capable d’utiliser de l’électricité intermittente pour produire de l’hydrogène. Si cette technologie d’électrolyseur réussit, les coûts d’équipement pourraient être réduits de 5 à 10 fois. »

Les électrolyseurs actuels se divisent principalement en deux catégories : les électrolyseurs alcalins liquides et les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM). Les premiers utilisent une solution fortement alcaline comme électrolyte et sont complexes à maintenir ; les seconds nécessitent du métal précieux iridium pour les électrodes et des composés fluorés pour stabiliser le polymère. La nouvelle technologie combine les avantages des membranes polymères solides avec le coût réduit des électrolytes alcalins.

L’équipe a découvert que la dégradation des électrodes se produit principalement à l’anode, où les charges positives arrachent des électrons aux molécules polymères, accélérant l’attaque des ions hydroxyde sur le matériau. Boettcher explique : « L’une des causes de défaillance de la cellule est cette réaction secondaire : les électrons du matériau réagissent avec l’électrolyte, entraînant une perte de performance. »

Pour résoudre ce problème, l’équipe a introduit un polymère inorganique à base d’oxyde de zirconium à l’anode, formant une couche protectrice sur le polymère organique sensible. Cette conception réduit le taux de dégradation de l’électrolyseur d’un facteur 100, posant les bases d’une commercialisation.