Bio-Sourced Polyols as High-Capacity Liquid Organic Hydrogen Carriers

Le projet BHyoLOHC vise à développer un liquide organique biosourcé (LOHC) capable de stocker et de libérer l’hydrogène grâce à un cycle réversible combinant déshydrogénation électrocatalytique et hydrogénation catalytique. Les polyols biosourcés, en particulier l’éthylène glycol (EG), constituent des candidats pertinents, car leur conversion en acides carboxyliques, notamment l’acide oxalique, puis leur réhydrogénation permettent un stockage efficace et circulaire de l’hydrogène. Le dispositif repose sur une cellule d’électrolyse pour la phase de déshydrogénation et sur un réacteur catalytique, en batch puis en continu, pour l’hydrogénation. Des avancées importantes ont été réalisées dans le développement et l’évaluation d’assemblages membrane-électrodes (AMEs) dédiés à la déshydrogénation de l’EG. Une méthodologie robuste basée sur la voltamétrie cyclique et des analyses in situ (notamment infrarouge) a permis de comparer finement l’activité de différents électrocatalyseurs à base de métaux nobles (Pt/C, PtSn/C, PtRu/C) et d’identifier deux familles particulièrement performantes en milieux acides et basiques. De nouveaux matériaux de type PtxMy (M = Cu, Bi, Sn, Ag), synthétisés par des procédés innovants, ont montré des résultats prometteurs, en particulier les systèmes PtCu et PtBi, qui présentent de faibles surtensions et de bonnes densités de courant. Les travaux ont également mis en évidence certains verrous, notamment un mécanisme de dégradation lié à l’adsorption de CO sur l’anode, perturbant la stabilité de la tension en fonctionnement prolongé. La mise en place de stratégies de cyclage contrôlé du potentiel a permis de limiter ces effets et d’améliorer la durabilité. L’introduction d’une électrode de référence a par ailleurs permis de mieux dissocier les contributions anodique et cathodique, affinant la compréhension des phénomènes limitants. L’impact des procédés de fabrication des électrodes a aussi été démontré : des couches actives optimisées sont essentielles pour garantir de bonnes performances.