Production d’hydrogène par photo-électrolyse de l’eau – PROSPER-H2

PROSPER-H2 combinera les efforts d'ENGIE et de 5 laboratoires du CEA ayant une expertise dans les domaines de l'électrocatalyse, de la photonique, de la photo-électrocatalyse, de la science des matériaux, de la modélisation multi-échelle et multi-physique et du génie chimique afin de relever les principaux défis scientifiques mentionnés ci-dessus et fabriquer deux prototypes de photoelectrolyse de l'eau pour une production decentralisée d'hydrogène solaire. En outre, le consortium se penchera sur les implications RSE de ces technologies par le biais d'une analyse du cycle de vie et d'études technico-économiques et sociotechniques.

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La production photoélectrochimique d'hydrogène a fait d'énormes progrès depuis le premier rapport sur la capacité du TiO2 à diviser l'eau par Fujishima et Honda en 1972. Les cellules photoélectrochimiques restent encore au niveau du laboratoire, à l'exception d'un prototype d'électrolyseur photo-assisté développé par le laboratoire de R&D CRIGEN d'ENGIE et d'une start-up américaine, Nanoptek, actuellement au niveau pilote, qui exploite une photoanode en TiO2 pour améliorer les performances d'un électrolyseur alcalin à séparation d'eau. Alors que le premier système nécessite une alimentation électrique à partir du réseau, le projet PROSPER-H2 vise à mettre au point une technologie alternative pour une cellule photoélectrochimique autonome de fractionnement de l'eau produisant de l'hydrogène à partir du réseau en développant (i) de nouvelles électrodes et de nouveaux matériaux de photoélectrode pour atteindre des performances photoélectrochimiques globales et une stabilité élevées pour la production d'hydrogène solaire, (ii) l'ingénierie du système de matériaux pour en faire un système sûr fonctionnant dans des conditions neutres ou quasi neutres, (iii) la modélisation de l'ensemble du dispositif ainsi que l'optimisation de la gestion de la lumière et enfin (iv) le prototypage de deux cellules photoélectrochimique à l'échelle (1 cellule avec une seule photoelectrode et couplée à un panneau photovoltaïque intégré et une cellule tandem à deux photoélectrodes) et leurs tests dans des conditions réalistes. PROSPER-H2 combinera les efforts d'ENGIE et de 5 laboratoires du CEA ayant une expertise dans les domaines de l'électrocatalyse, de la photonique, de la photo-électrocatalyse, de la science des matériaux, de la modélisation multi-échelle et multi-physique et du génie chimique afin de relever les principaux défis scientifiques mentionnés ci-dessus et fabriquer deux prototypes de photoelectrolyse de l'eau pour une production decentralisée d'hydrogène solaire. En outre, le consortium se penchera sur les implications RSE de ces technologies par le biais d'une analyse du cycle de vie et d'études technico-économiques et sociotechniques.