Transformer l’urine en énergie : cette percée réduit de 27 % la consommation électrique pour produire de l’hydrogène vert

La production d’hydrogène, souvent vantée comme une solution énergétique propre, est confrontée à des défis majeurs. Bien que l’hydrogène brûle proprement et ne produise que de l’eau comme sous-produit, sa fabrication reste un obstacle. La méthode traditionnelle, l’électrolyse de l’eau, nécessite une quantité immense d’électricité. Cependant, des chercheurs de l’Université d’Adélaïde ouvrent la voie à une méthode innovante en utilisant l’urine humaine. Cette approche permet non seulement de réduire la consommation d’électricité de manière significative, mais également de traiter les eaux usées riches en azote. Cette avancée pourrait transformer notre approche de la production d’énergie propre.

Des chercheurs se tournent vers une source improbable : l’urine

Les scientifiques de l’Université d’Adélaïde, en collaboration avec l’ARC Centre of Excellence for Carbon Science and Innovation, ont développé deux systèmes d’électrolyse innovants. Ces systèmes utilisent l’urée présente dans l’urine humaine et les eaux usées pour produire de l’hydrogène de manière plus efficace. En comparaison avec la méthode traditionnelle de séparation de l’eau, ces systèmes réduisent la consommation d’électricité de 20 à 27 %. En outre, ces technologies éliminent les sous-produits toxiques, offrant ainsi une solution plus sûre et écologique. Selon le professeur Yao Zheng, si ces systèmes sont déployés à grande échelle, ils pourraient transformer la manière dont nous produisons l’hydrogène, remplaçant les nitrates et nitrites toxiques par du gaz azote inoffensif.

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De l’urée fabriquée en laboratoire aux déchets humains réels

Dans leur première étude, l’équipe a utilisé un système sans membrane, alimenté par un catalyseur à base de cuivre et de l’urée pure. Cependant, la production d’urée pure via le processus Haber-Bosch est énergivore et émet du CO₂. Pour remédier à cela, le second système a été conçu pour fonctionner avec de l’urine réelle, une source plus durable et facilement accessible. Le professeur Zheng souligne l’importance de réduire les coûts de production de l’hydrogène de manière neutre en carbone. En utilisant de l’urine humaine comme source d’urée, ils ont pu surmonter les limitations associées à l’urée pure, ouvrant ainsi la voie à une production d’hydrogène plus verte et plus économique.

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Gérer la corrosion due au chlore dans l’urine

Malgré son potentiel, l’utilisation de l’urine présente des défis, notamment la présence d’ions chlorure. Ceux-ci peuvent provoquer des réactions chimiques indésirables durant l’électrolyse, produisant du gaz chlore, qui corrode l’anode du système. Pour contrer cela, les chercheurs ont développé un mécanisme d’oxydation médié par le chlore. Ce mécanisme redirige la voie réactionnelle en utilisant des catalyseurs à base de platine supportés sur du carbone, protégeant ainsi l’anode tout en maintenant une production efficace d’hydrogène à partir de l’urine.

Vers un hydrogène durable et à faible coût

Bien que le platine soit efficace, il est coûteux et rare. La prochaine étape pour les chercheurs est de développer des catalyseurs à base de métaux non-précieux supportés sur du carbone pour réduire davantage les coûts et améliorer l’évolutivité. L’équipe travaille actuellement à la construction de systèmes complets sans membrane qui récupèrent à la fois l’hydrogène vert et traitent les eaux usées riches en azote. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Angewandte Chemie International Edition et Nature Communications. Cette innovation pourrait bien devenir une pierre angulaire dans la transition vers une économie énergétique plus verte.

Alors que nous envisageons un futur où l’hydrogène pourrait alimenter nos industries et nos transports, la question demeure : comment allons-nous soutenir et développer ces innovations pour qu’elles atteignent leur plein potentiel ?

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