Genvia industrialise l'électrolyse à haute température
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« Comme nous électrolysons autour de 800 °C à partir de vapeur d'eau, nous gagnons au moins 15 % de rendement par rapport aux électrolyseurs PEM et alcalin, qui fonctionnent à basse température », indique Florence Lambert, la PDG de Genvia. À quoi s'ajoutent 15 % de gains supplémentaires si le système d'électrolyse est intégré, permettant d'exploiter les sources de chaleur du site industriel, selon la PDG. La recette du stack, fruit de quinze années de recherches au CEA, fait l'objet de plus d'une quarantaine de brevets.
Créé en mars 2021 par le CEA et la multinationale d'équipements pétroliers Schlumberger (ainsi que des partenaires industriels et institutionnels), Genvia affiche une feuille de route ambitieuse : sa future méga-usine, à Béziers, devra avoir atteint le gigawatt par an d'ici à 2030, avec de premiers prototypes qui sortiront du site pilote en 2023. Pour tenir son pari, la coentreprise recevra 200 millions d'euros d'aides publiques dans le cadre d'un projet important d'intérêt européen commun (Piiec), a annoncé Emmanuel Macron lors de sa visite sur le site de Béziers en novembre 2021.
HySiLabs transporte l'hydrogène grâce à un vecteur liquide
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« Notre vecteur est stable, transportable à température ambiante et à pression atmosphérique. Il est donc possible de réutiliser les infrastructures actuelles, souligne Marie Sorensen Guillaume, la coordinatrice de la stratégie d'HySiLabs. Nous pouvons transporter, via notre vecteur, sept fois plus d'hydrogène que d'hydrogène gazeux à 200 bars », ajoute-t-elle.
Un premier réacteur permet à l'hydrogène de se fixer à l'hydrure de silicium, et un second réacteur, de libérer la précieuse molécule de son vecteur. « Le réacteur de charge requiert un apport d'énergie (40 kWh/kg d'H2) et dépend de conditions tenues secrètes. La décharge libère de la chaleur (26 kWh/kg d'H2), c'est une réaction chimique qui se déroule en présence du vecteur, de l'eau et d'un catalyseur », explique Marie Sorensen Guillaume. Sur la soixantaine de brevets déposés, la plupart concernent les procédés de charge et de décharge.
Lancé en 2015 et lauréat de l'EIC Accelerator Green Deal en 2018, HySiLabs a installé un démonstrateur de 1kWpour la partie décharge et travaille sur la mise en place d'un réacteur de charge à l'échelle du kilogramme d'hydrogène. « En2025, nous aurons installé, en Europe, trois pilotes de 10 tonnes d'hydrogène par an chacun. D'ici à 2027, nous comptons construire notre première usine de 10 000 tonnes d'hydrogène par an », dévoile la directrice stratégie.
Ergosup utilise l'électrolyse fractionnée pour produire de l'hydrogène sous haute pression et à la demande
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Les technologies conventionnelles produisent en même temps l'oxygène (côté anode) et l'hydrogène (côté cathode), puis requièrent un compresseur mécanique pour la montée du gaz en pression. En revanche, celle d'Ergosup fractionne la production en deux temps, grâce à un ingrédient secret : le sel de zinc. « Lorsque le courant passe, le zinc crée un dépôt solide sur l'une des électrodes, ce qui bloque la réaction de formation d'hydrogène. En même temps, l'électrolyte s'acidifie, c'est notre stockage ionique (H+), résume Marie Kermarrec, chef de projet chez Ergosup. Lorsque nous coupons le courant, le dépôt de zinc se dissout au contact de l'électrolyte acide et… de l'hydrogène se forme ! Avec un réservoir qui tient en pression, l'hydrogène produit sortira sous haute pression. »
Né en 2012, Ergosup a livré un électrolyseur de petite capacité (600 grammes par jour à 100 bars) au département de chimie de l'université de Lyon en juin 2019. En partenariat avec le fabricant de station de recharge hydrogène Ataway, Ergosup développe une station de 1 kilo par jour à 150 bars pour les applications légères émergentes (vélo, triporteurs…). « Nous la livrerons avant la fin de l'année », précise Marie Kermarrec. Ergosup s'est également engagé sur un démonstrateur de 800 grammes jour à 300 bars pour le fabricant de drones à hydrogène Delair.
Sakowin mise sur la production d'hydrogène décarboné à partir de gaz ou de biométhane
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Michael Triau © Michael Triau
« Contrairement au vaporeformage de méthane, notre procédé ne relâche pas de CO2, assure Gérard Gatt, le président de Sakowin. Notre manière de faire est très différente : il s'agit de décomposer le méthane sans oxygène. » La pureté de l'hydrogène en sortie atteint 95 % et le gaz est à pression atmosphérique, selon Sakowin, pour un coût oscillant entre 2,5 et 4 euros par kilo d'hydrogène « en fonction du coût du gaz », précise Gérard Gatt.
Fondé en 2017, Sakowin a tissé des partenariats dans les secteurs de l'industrie (avec Saint-Gobain), de l'agriculture, de l'exploitation du gaz et du pétrole et des stations de recharge hydrogène (avec Aéroports de Paris). « Nous cherchons à faire fonctionner notre prototype sur une journée de huit heures, contre plusieurs heures actuellement », explique le président, qui veut commercialiser un réacteur de 100 kW, capable de produire 200 kg d'hydrogène par jour d'ici à 2025.
Clhynn, une pile à combustible à membrane échangeuse d'anions
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Contrairement à la technologie à membrane échangeuse de protons (PEM) qui domine largement le marché, la pile AEM ne requiert pas de métaux critiques tels que le platine. « Notre techno est le fruit d'une quinzaine d'années de recherches au sein du laboratoire Femto-ST du CNRS », raconte Jean-Patrick Corso, le président et cofondateur de Clhynn. Créée en mars à Besançon, la start-up veut commercialiser un produit de 1 à 10kW d'ici à 2025 pour ensuite vendre des licences de la technologie à de grands acteurs de la filière.
Athéna produit de l'hydrogène à partir d'eaux usées issues de l'industrie agroalimentaire
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« Les eaux des laiteries ou autres producteurs de plats préparés sont composées de matières organiques et de minéraux permettant au micro-organisme que nous avons identifié de se développer et de rejeter de l'hydrogène », précise Ludovic Briand, le président d'Athéna Recherche et Innovation. Lancée en 2017, la start-up espère industrialiser un réacteur de 30 m3 entre 2023 et 2025. Un démonstrateur de 1 m3 devrait être installé sur une usine de production de lait au cours de cet été pour produire jusqu'à 40 tonnes d'hydrogène par an à partir des 320 000 tonnes d'effluents récupérés.
