Des électrolyseurs respectueux de l'environnement et rentables grâce à une nouvelle AME
Jusqu'à 95 % d'iridium en moins, pas de PFAS : la spin-off elementarhy remporte ses premiers succès
Un assemblage membrane-électrode (AME) mis au point à l'Institut Leibniz pour la science et la technologie des plasmas (INP) de Greifswald, en Allemagne, permet d'économiser jusqu'à 95 % d'iridium, un métal rare, dans les électrolyseurs. La technologie élimine également l'utilisation de produits chimiques per- et polyfluorés (PFAS), ce qui la rend plus respectueuse de l'environnement. Cette solution innovante a convaincu le ministère fédéral allemand de l'économie et de l'action climatique de soutenir financièrement la création d'une entreprise chargée de développer et de commercialiser le nouveau procédé.
À l'avenir, l'hydrogène, neutre sur le plan climatique, couvrira les besoins énergétiques de l'industrie et servira de moyen de stockage pour l'électricité produite par les centrales solaires et éoliennes. La production d'hydrogène nécessite des électrolyseurs qui séparent l'eau en hydrogène et en oxygène. Les électrolyseurs utilisent de l'iridium, l'un des éléments naturels les plus rares, ce qui entraîne des coûts élevés. Compte tenu de l'augmentation massive de la demande, l'Agence allemande des ressources minérales anticipe un risque d'approvisionnement et considère qu'une augmentation significative de la production d'iridium est improbable.
En outre, des produits chimiques PFAS sont utilisés dans les électrolyseurs disponibles dans le commerce. Ces substances, connues sous le nom de produits chimiques persistants, s'accumulent dans la nature et dans les organismes vivants et sont considérées comme un risque majeur pour la santé. L'UE négocie actuellement des interdictions de grande portée pour les PFAS et l'industrie cherche d'urgence des solutions de remplacement.
Des avantages en termes de coûts et d'environnement grâce à un assemblage innovant d'électrodes à membrane
"La technologie du plasma nous a permis de créer un nouveau type d'assemblage d'électrodes à membrane pour les électrolyseurs. Cela signifie que jusqu'à 95 % des métaux précieux que sont l'iridium et le platine peuvent être économisés au cours de la production. Il s'agit d'un avantage décisif en termes de coûts et, compte tenu de la rareté de l'iridium, cela permet d'augmenter la production d'hydrogène vert", explique Gustav Sievers, directeur général de la nouvelle entreprise dérivée elementarhy de l'Institut Leibniz pour la science et la technologie des plasmas. "Nous testons également nos AME avant leur livraison. Jusqu'à présent, les AME défectueux ne pouvaient être détectés qu'au moment de l'assemblage, ce qui demande beaucoup de travail. Un autre grand avantage est que nous travaillons déjà sans PFAS dans le composant clé, la couche de catalyseur. Le revêtement sans PFAS de nos AME rend les systèmes beaucoup plus respectueux de l'environnement".
Sievers a développé le procédé avec une équipe internationale de chercheurs de l'INP. Pour produire l'assemblage membrane-électrode, ils utilisent un processus combiné de technologie plasma et d'électrochimie basé sur un électrocatalyseur breveté pour l'enrobage. Ce procédé permet non seulement de réduire considérablement la quantité de matières premières nécessaires, mais aussi d'augmenter la durabilité.
L'assemblage membrane-électrode est l'élément central d'un électrolyseur d'eau basé sur des membranes d'échange de protons. La membrane semi-perméable est entourée d'eau. Lorsqu'une tension électrique est appliquée à l'ensemble membrane-électrode, l'eau se divise et les protons migrent à travers la membrane. L'hydrogène est produit à la cathode chargée négativement et l'oxygène à l'anode chargée positivement.
Spin-off de l'INP : elementarhy remporte ses premiers succès
Pour commercialiser la nouvelle technologie d'électrolyse, Gustav Sievers, Arne Birth, Martin Rohloff, Zahra Nasri et André Pacheco ont fondé la société elementarhy GmbH le 15 mai 2024. Avec une production industrielle à petite échelle, l'équipe a déjà reçu ses premières commandes et livré des assemblages d'électrodes à membrane personnalisés. La technologie innovante doit être mise à l'échelle dans le cadre d'autres projets avec des fabricants d'électrolyseurs et des producteurs d'hydrogène.
Le professeur Klaus-Dieter Weltmann, président du conseil d'administration et directeur scientifique de l'INP, commente : "À l'INP, nous développons des solutions innovantes pour des technologies socialement et économiquement importantes. Si nous sommes convaincus du potentiel commercial des découvertes, nous aidons nos chercheurs à créer leur entreprise. Le spectre de nos six spin-offs à ce jour s'étend des produits médicaux aux systèmes de mesure. Je souhaite à l'équipe d'elementarhy beaucoup de succès avec leur technologie innovante.
Programmes de soutien aux jeunes entrepreneurs
Depuis 1998, le gouvernement allemand soutient les entreprises créées par essaimage à partir d'institutions scientifiques dans le cadre du programme EXIST. Ce programme, géré par le ministère fédéral des affaires économiques et de l'action climatique, est cofinancé par le Fonds social européen. Selon le ministère fédéral de l'économie et de l'action climatique, le programme de financement du transfert de recherche EXIST soutient "des projets de démarrage exceptionnels basés sur la recherche qui impliquent un travail de développement complexe et à haut risque". Le financement du ministère fédéral des affaires économiques et de l'action pour le climat pour elementarhy s'élève à un total de 1,2 million d'euros, dont dix pour cent seront versés par l'INP. Le financement a débuté en avril 2023 et durera deux ans.
La jeune entreprise a reçu une reconnaissance supplémentaire et un financement de 50 000 euros lorsqu'elle s'est vu décerner le prix Leibniz Founder Prize 2024. L'équipe d'elementarhy utilise maintenant ce financement de démarrage pour faire avancer le développement de systèmes de production prêts pour le marché et la commercialisation de la nouvelle technologie.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Autres actualités du département science
Recevez les dernières actualités de l’industrie chimique
Ne manquez plus aucune actualité : notre newsletter consacrée à l'industrie chimique, aux méthodes analytiques, aux laboratoires et à la technologie des processus vous informe tous les mardis et jeudis. Les dernières nouvelles du secteur, les produits phares et les innovations - de manière compacte et compréhensible dans votre boîte de réception. Recherché par nos soins, pour que vous n'ayez pas à le faire.
Actualités les plus lues
Plus actualités de nos autres portails
Il se trame quelque chose dans l'industrie chimique…
Voilà à quoi ressemble le véritable esprit pionnier : De nombreuses start-ups innovantes apportent des idées fraîches, de la passion et un esprit d'entreprise pour changer positivement le monde de demain. Plongez dans l'univers de ces jeunes entreprises et profitez de la possibilité d'entrer en contact avec leurs fondateurs.
