La déclaration officielle de Toyota ne pouvait pas commencer de manière plus utopique : « Cela ressemble à de la magie : nous mettons un appareil spécifique en contact avec l'air, l'exposons au soleil, et il commence à produire du carburant gratuitement.
Gratuitement? Comme?
Premièrement, le carburant auquel ils se réfèrent n'est pas l'essence ou le diesel, mais l'hydrogène. Et comme on le sait, Toyota est l'un des principaux acteurs dans ce domaine, celui des véhicules à pile à combustible, ou pile à combustible, qui utilisent l'hydrogène pour générer l'énergie électrique nécessaire à la mise en marche du véhicule.
L'un des obstacles majeurs au développement de cette technologie réside précisément dans la production d'hydrogène. Bien qu'il soit l'élément le plus abondant de l'univers, il apparaît malheureusement toujours « attaché » à un autre élément – un exemple courant est la molécule d'eau, H2O – qui nécessite des processus compliqués et coûteux pour le séparer et le stocker.
Et comme le rappelle Toyota, la production d'hydrogène utilise toujours des combustibles fossiles, un scénario que la marque japonaise entend changer.
Selon un communiqué de Toyota Motor Europe (TME), ils ont réalisé une avancée technologique importante. En partenariat avec DIFFER (Institut néerlandais de recherche fondamentale en énergie) a développé un dispositif capable d'absorber la vapeur d'eau présente dans l'air, séparant directement l'hydrogène et l'oxygène en utilisant uniquement l'énergie solaire - par conséquent, nous obtenons du carburant gratuit.
Il y a essentiellement deux raisons à ce développement conjoint. Premièrement, nous avons besoin de nouveaux carburants durables, tels que l'hydrogène, qui peuvent réduire notre dépendance aux combustibles fossiles ; deuxièmement, il est nécessaire de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
La division Advanced Materials Research de TME et le groupe des procédés catalytiques et électromécaniques pour les applications énergétiques de DIFFER, dirigés par Mihalis Tsampas, ont collaboré pour mettre au point une méthode de division de l'eau en ses éléments constitutifs dans sa phase gazeuse (vapeur) et non dans la phase liquide plus courante. Les raisons sont précisées par Mihalis Tsampas :
Mihalis Tsampas, procédés catalytiques et électromécaniques pour les applications énergétiques de DIFFERTravailler avec du gaz au lieu du liquide présente plusieurs avantages. Les liquides présentent certains problèmes, tels que des cloques involontaires. De plus, en utilisant l'eau dans sa phase gazeuse plutôt que dans sa phase liquide, on n'a pas besoin d'installations coûteuses pour purifier l'eau. Et enfin, comme nous n'utilisons que l'eau présente dans l'air qui nous entoure, notre technologie est applicable dans des endroits éloignés où l'eau n'est pas disponible.
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Le premier prototype
TME et DIFFER ont démontré le fonctionnement du principe en développant une nouvelle cellule photoélectrochimique à l'état solide capable de capter l'eau de l'air ambiant, où, après exposition au soleil, elle a commencé à générer de l'hydrogène.
Ce premier prototype a réussi à atteindre un impressionnant 70 % des performances obtenues par un appareil équivalent rempli d'eau - prometteur. Le système comprend des membranes électrolytiques polymères, des photoélectrodes poreuses et des matériaux absorbant l'eau, combinés dans un dispositif spécifique avec une membrane intégrée.
les prochaines étapes
Le projet prometteur, au vu des résultats déjà obtenus, a réussi à se voir allouer des fonds du Fonds NWO ENW PPS. La prochaine étape consiste à améliorer l'appareil. Le premier prototype utilisait des photoélectrodes connues pour être très stables, mais il avait ses limites, comme le dit Tsampas : « … le matériau utilisé n'absorbait que la lumière UV, qui représente moins de 5 % de toute la lumière solaire atteignant la Terre. La prochaine étape consiste à appliquer des matériaux de pointe et à optimiser l'architecture pour augmenter l'absorption de l'eau et de la lumière du soleil.
Après avoir surmonté cet obstacle, il sera peut-être possible de faire évoluer la technologie. Les cellules photoélectrochimiques utilisées pour produire de l'hydrogène sont de très petite taille (environ 1 cm2). Pour être économiquement viables, ils doivent croître d'au moins deux à trois ordres de grandeur (100 à 1000 fois plus grand).
Selon Tsampas, bien qu'il n'y soit pas encore arrivé, il espère que ce type de système pourra à l'avenir servir non seulement à déplacer les voitures, mais aussi à alimenter les maisons.