Votre guide des électrolyseurs pour la production d'hydrogène

En tant que vecteur énergétique du futur, l'hydrogène joue un rôle important dans la lutte contre le réchauffement climatique. Pour obtenir votre propre approvisionnement en gaz fiable, il vous suffit de disposer des bonnes technologies de production d'hydrogène, qui impliquent avant tout un « électrolyseur ». C'est le nom de l'appareil dans lequel l'eau est décomposée en hydrogène et en oxygène. 

Vous pouvez ensuite stocker cet hydrogène dans des réservoirs de pression à haute pression. A la demande, l'utilisation d'un dispositif appelé « pile à combustible » peut ensuite produire de l'énergie propre.

Le problème est que l'hydrogène est la plus petite molécule connue, ce qui signifie que son stockage prend trop d'espace. C'est pourquoi il doit d'abord être compressé. 

La « production d'hydrogène vert » divise les molécules d'eau pour créer de l'hydrogène et de l'oxygène pur. Cela nécessite un électrolyseur, qui est généralement la partie la plus chère d'une telle installation en termes de dépenses d'investissement et d'exploitation. Il représente environ 70 % du coût total de ces types de technologies de production d'hydrogène. 

Cependant, tous les électrolyseurs ne sont pas identiques. En fait, il existe quatre technologies principales. Si vous souhaitez produire votre propre hydrogène, vous devez d'abord trouver le type d'électrolyseur parfaitement adapté à votre application. 

Tout dépend de l'utilisation. L'énergie obtenue grâce à l'hydrogène peut être utilisée dans de nombreux domaines différents, des bus à hydrogène aux centrales électriques. 
 

Examinons les quatre différents types d'électrolyseur et ce qui les distingue : 

• Electrolyseur alcalin : il s'agit du plus ancien type d'électrolyseur industriel, qui existe depuis de nombreuses années. Ici, les ions hydroxydes sont transportés à travers l'électrolyte (une solution alcaline dans ce cas) d'une cathode à une anode. Cela produit de l'hydrogène. 
• Membrane échangeuse de protons (MEP) : dans ces électrolyseurs, un électrolyte à polymère solide est utilisé pour conduire les protons de l'anode à la cathode. En même temps, les électrodes sont isolées électriquement. 
• Electrolyseur à oxyde solide : ces électrolyseurs utilisent un matériau céramique solide comme électrolyte et génèrent de l'hydrogène différemment. A des températures élevées, l'électrolyte conduit des ions d'oxygène chargés négativement. 
• Membrane échangeuse d'anions (MEA) : cette technologie émergente fonctionne de la même manière que l'électrolyse alcaline. Cependant, contrairement à l'électrolyse MEP, elle ne nécessite pas l'utilisation de métaux précieux coûteux. 

Chaque système d'électrolyseur présente ses propres avantages et inconvénients.
 

• Alcalin : ce type d'électrolyseur ne nécessite pas de métaux rares et est donc beaucoup moins cher que le système MEP. Cependant, il réagit lentement aux fluctuations et met environ 20 minutes à démarrer. 
• MEP : cette technologie est devenue très populaire, mais est plus chère que la technologie alcaline, en partie parce que des métaux rares sont nécessaires. Cependant, elle réagit rapidement aux fluctuations et démarre immédiatement. 
• Oxyde solide : il s'agit de la technologie la plus efficace et proche de l'industrialisation. Cependant, pour l'instant, elle est également très chère. Il va sans dire que ses coûts seront réduits au fil du temps, une fois que la technologie sera utilisée à plus grande échelle.  
• MEA : cette technologie, qui combine les systèmes alcalin et MEP, n'a pas encore été industrialisée. Elle est flexible et ne nécessite pas l'utilisation de métaux rares. Une fois cette technologie développée, elle pourrait devenir une alternative durable à la technologie MEP.

Chacune de ces technologies de production d'hydrogène a ses propres « applications idéales ». Cela détermine pour quelles utilisations elles sont faites (les chiffres ci-dessous supposent une pression de décharge de 5-100 bar). 
 

• Alcaline : ici, la pression de sortie,  relativement faible, est comprise entre 0 et 16 bar et, dans de rares cas, légèrement supérieure à cette valeur. Cette technologie bien établie est idéale pour les applications à partir de 10-20 MW. 
• MEP : la pression d'entrée normale pour cette technologie est de 30 bar, mais peut également être supérieure ou inférieure de 10 bar. Son temps de réponse rapide en fait un excellent choix pour les petites usines. Bien qu'elle soit plus chère, elle convient également à une plus large gamme d'applications (à partir de 10-40 MW). 
• Oxyde solide : cette technologie nécessite de la vapeur ; c'est donc un excellent choix pour toute opération générant de la vapeur. La pression d'entrée équivaut environ à celle de la pression atmosphérique. Cette technologie, qui reste relativement récente, est idéale pour les applications à partir de 5-20 MW.  
• AEM : en termes d'applications, elle est similaire à la technologie MEP. La pression d'entrée est généralement de 30 bar, mais peut être inférieure ou supérieure de 10 bar. Cette technologie, toujours en cours de perfectionnement, est parfaitement adaptée aux applications à partir de 10-40 MW. 

Atlas Copco a développé plusieurs technologies en interne pour compléter tout type de technologie d'électrolyseur. Cela inclut également une solution hybride qui fonctionne avec différents types d'électrolyse et d'applications. 

Si cela vous semble être le type de flexibilité dont vous avez besoin, ou si vous n'êtes pas sûr de la technologie la mieux adaptée à vos besoins, contactez dès maintenant l'un de nos spécialistes de la production d'hydrogène. Ils collaboreront avec vous pour trouver la solution optimale.