PEPR H2 - Hydrogène décarboné : projets sélectionnés

Le programme de recherche de France 2030 H2 s’inscrit dans le cadre de la stratégie nationale sur l’hydrogène décarboné. Il a pour vocation de soutenir des activités de R&D amont (TRL 1 à 4) en explorant des voies nouvelles pouvant conduire à des innovations de rupture, intéressant la stratégie mais également en support aux industriels de la filière. Il couvre les problématiques de production, stockage, transport de l’hydrogène décarboné et de son utilisation pour la mobilité lourde notamment.

Description des projets sélectionnés sur le premier appel à projets du programme :

• BhyoLOHC : Polyols Biosourcés comme Liquide Organique Porteur d'Hydrogène à Haute Capacité
   
  BHYOLOHC vise à développer de nouveaux matériaux catalytiques pour l'hydrogénation et la déshydrogénation de polyols, et à proposer une approche nouvelle pour l'utilisation de LOHC biosourcés et à faible dangerosité, afin d'adresser les problématiques du stockage et du transport de l'hydrogène.
   
• COSTO : Couches minces anti-corrosion pour des éléments structurels de l’anode d’électrolyseurs d’eau à membrane échangeuse de proton (PEMWE)
   
  Le projet COSTO vise à revêtir les éléments structurels que constituent les plaques bipolaires (BPP) et les couches poreuses à diffusion de gaz (porous transport layer, PTL) du compartiment anodique des électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEMWE) à l’aide de couches minces anticorrosion pour en assurer une meilleure durabilité et un coût réduit. Une analyse fine des propriétés anti-corrosion et de la micro/nano-structure de ces revêtements sera effectuée. Une étude en cellule d’électrolyse de leurs performances et de leur durabilité en conditions réelles d’utilisation sera conduite.
   
• DAEMONHYC : Electrolyseur à membrane échangeuse d'anions durable pour la production d'hydrogène vert à grande échelle
   
  DAEMONHYC vise à développer des électrolyseurs à membranes anioniques sans métaux nobles, pour permettre le développement à grande échelle de l’électrolyse de l’eau. La stratégie de recherche est d’optimiser le choix des matériaux et leur mise en forme grâce à la compréhension des mécanismes de transfert et de dégradation aux différentes échelles. Les activités de modélisation seront menées en étroite collaboration avec les caractérisations électrochimiques fondamentales et les tests en cellule élémentaire.
   
• ESKHYMO : Améliorer les connaissances en matière de sécurité pour les mesures/modélisations de l'hydrogène en phase cryogénique
   
  Le projet ESKHYMO se propose d’étudier, de modéliser et de caractériser par l’expérimentation le comportement de l’hydrogène liquide dans deux scénarios accidentels : d’une part l’entrée d’air dans un conteneur de stockage suite à la rupture de l’enveloppe isolante, et d’autre part la dispersion et l’inflammation de fuites d’hydrogène liquide.
   
• GREENH3 : Conversion (photo)électrochimique directe de N2 atmosphérique en ammoniac
   
  L’ammoniac est un vecteur clé pour stocker et transporter l’hydrogène, et un carburant idéal pour la production décarbonée d’énergie, tout en restant une matière première indispensable dans la production d’engrais azotés. GREENH3 a pour objectif la production (photo)électrochimique d’ammoniac à partir de l’azote de l’air.
   
• HYDRO : Production de H2 par photo(électro)catalyse : analyse operando d'oxydes de haute entropie en tant que nouveaux photocatalyseurs
   
  Le projet HYDRO repose sur l’utilisation de l’énergie solaire pour produire de l’hydrogène. Une nouvelle famille de matériaux, les oxydes à haute entropie (OHE), sera étudiée afin de sélectionner les photocatalyseurs présentant les meilleurs rendements de conversion.
   
• HYSySPEM : Optimisation des systèmes pile PEM multi-stack pour applications hybrides de forte puissance
   
  HYSYSPEM vise à améliorer les systèmes hybrides piles à combustible PEMFC pour la mobilité lourde en travaillant de façon systémique sur les architectures électrique et fluidique, les composants clés, le contrôle-commande, la gestion de l’énergie, et en introduisant une approche de contrôle tolérant aux défauts.
   
• MATHYLDE : Matériaux pour la production d'hydrogène pour réduire notre dépendance à l'égard des matériaux existants
   
  Dans le contexte du développement de la filière hydrogène et de la nécessité de favoriser le déploiement de technologies de production durable, le projet MATHYLDE contribuera à rendre l’électrolyse de l’eau basse température (PEMWE) économiquement acceptable par le développement de matériaux et leur intégration en cellule.
   
• MONTHY : Compréhension et modélisation de la formation des NOx dans des flammes d'hydrogène turbulentes
   
  Le projet MONTHY s’intéresse à la combustion de l’hydrogène, en mettant l’accent sur la compréhension et la modélisation de la formation des oxydes d’azote dans les flammes turbulentes d'hydrogène. L’effet d’un ajout de vapeur d’eau sur la réduction de formation des NOx sera également étudié.
   
• NAUTILUS : Cellules photo-électrochimiques robustes, rentables et autonomes avec des couches minces III-V sur Si pour une production réaliste d’hydrogène
   
  Le projet NAUTILUS vise à développer une cellule photo-électrochimique robuste, autonome et à haut rendement en utilisant des couches minces III-V à gap direct déposées sur des substrats silicium.

Présentation du PEPR