La chaire industrielle "Prosper-H2" du CEA et d'Engie veut faire émerger l'hydrogène solaire produit par photo-électrochimie

« Associer l’expertise du CEA et celle d’Engie pour développer à la fois les matériaux, les dispositifs de capture de l’énergie solaire, les dispositifs de production d’hydrogène, pour parvenir à les implémenter à une échelle significative pour l’industrie », voilà comment Laurent BARATON, responsable du programme de recherche chez Engie, résume l’objectif de la chaire industrielle Prosper-H2. Lancée le 28 juin dernier et dédiée à l’hydrogène solaire, la chaire se focalisera en particulier sur un dispositif : les cellules photoélectrochimiques (ou PECs).

Ces dernières, sont des photo-électrodes semi-conductrices plongées dans un liquide. En effet ce sont des procédés prometteurs, puisqu’elles permettent d’utiliser directement l’énergie solaire pour produire de l'hydrogène vert. Mais jusqu’à présent, elles ont du mal à sortir du laboratoire car leur rendement est faible et confiné à de très petites surfaces.

 

Six laboratoires mis en synergie avec le Lab Crigen d'Engie

Les travaux menés au sein de Prosper-H2 pendant quatre ans viseront donc à dépasser ce stade, grâce à la mise en « synergie de six laboratoires, cinq laboratoires du CEA dont trois unités mixtes de recherche avec le CNRS et l’Université Grenoble-Alpes ou Paris Saclay, auquel s’ajoute le laboratoire PACTE de Grenoble, et le Lab Crigen d’Engie Research & Innovation », précise Vincent Artero, directeur de recherche au CEA et porteur de la chaire.

Si Engie dispose déjà d’une expertise à des échelles pilotes pour le développement de cette technologie au sein de son Lab CRIGEN, l’idée est d’optimiser ces prototypes grâce à l’expertise du CEA, notamment en termes de développement de nouveaux matériaux pour la photo-électrocatalyse. « Une partie des recherches s'intéressera également au design, au dimensionnement et à l'optimisation de tout ce qui touche au génie optique et photonique dans le démonstrateur, à travers une thèse Cifre, et il y aura un axe d'étude dédié à l'aspect modélisation des matériaux d'électrode », indique Vincent Artero.

 

Étudier l'insertion des cellules photoélectrochimiques dans les chaînes de valeur énergétiques

Le laboratoire PACTE, enfin, aura pour mission d’étudier « l’insertion de ce type de technologies dans les chaines de valeur énergétique, pour déterminer à quel endroit ce type de système a la meilleure efficacité technique et économique », selon le directeur de recherche, qui ajoute que, grâce à ces développements, « nous visons à terme des surfaces de plusieurs mètres carrés composées de plusieurs modules de 10 cm sur 1 mètre, avec un rendement de 5%, de façon à avoir des objectifs qui sont réalistes. Cela nous servira à démontrer la faisabilité technique et la viabilité économique de ces technologies ».

Comme le souligne Laurent Baraton, le lancement d’une telle chaire s’inscrit ainsi pleinement dans la stratégie Net Zero Carbone de l’énergéticien qui mise sur le développement des technologies de production de gaz renouvelable, notamment d’hydrogène vert, pour atteindre ses objectifs de neutralité carbone : « aujourd’hui la plupart de nos projets se font par couplage d’électricité renouvelable et d’électrolyse, mais il semble assez évident que pour une montée en échelle significative de l’hydrogène vert, d’autres technologies vont être nécessaires ».

Le projet Prosper-H2 a été labellisé par le pôle AXELERA, attestant la qualité et l'intérêt du projet pour la filière chimie-environnement.

 

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