Dans le cadre de la constante quête de solutions de remplacement d’énergies renouvelables aux combustibles fossiles, des scientifiques du Berkeley Lab, ont produit de l’hydrogène pour les piles à combustible grâce à une technique de photosynthèse artificielle. Les chercheurs ont cherché à utiliser l’énergie du soleil pour le « craquage de l’eau », une technique qui permet de générer de l’hydrogène et de l’électricité à partir de l’eau.

En effet, en modifiant les procédés traditionnels, les chercheurs du Berkeley Lab ont trouvé un moyen qui pourrait complètement contourner les restrictions des matériaux actuels. Ce dispositif de photosynthèse artificielle nommé « cellule hybride photoélectrochimique et voltaïque (HPEV) », transforme la lumière et l’eau en deux types d’énergies, soit l’hydrogène et l’électricité.

Credit: Berkeley Lab, JCAP

La sortie arrière supplémentaire de la cellule HPEV permettrait de diviser le courant en deux, de sorte qu’une partie du courant contribue à la production de combustibles solaires, le reste pouvant être extrait sous forme d’énergie électrique. (Source : Berkeley Lab, JCAP)

Gideon Segev, à la tête de ce projet a déclaré: « c’est de l’énergie que vous pourriez récolter, mais parce que le silicium n’agit pas à son point de puissance maximum, la plupart des électrons excités dans le silicium n’ont nulle part où aller, donc ils perdent leur énergie avant d’être utilisés pour faire un travail utile. ». Puis Segev déclare « nous avons pensé: ‘Et si on laissait simplement sortir les électrons ?’ ». Dans les dispositifs de craquage de l’eau, la surface avant est généralement dédiée à la production de combustibles solaires, et la surface arrière sert de prise électrique. Pour contourner les limites du système classique, ils ont ajouté un contact électrique supplémentaire à la surface arrière du composant en silicium, ce qui a donné un dispositif HPEV avec deux contacts à l’arrière au lieu d’un seul. La sortie arrière supplémentaire permettrait de diviser le courant en deux, de sorte qu’une partie du courant contribue à la production de combustibles solaires, le reste pouvant être extrait sous forme d’énergie électrique.

Surpris que leur théorie ait fonctionné, Gideon Segev déclare « en sciences, on n’est jamais vraiment sûr que tout va fonctionner, même si les simulations sur ordinateur le prévoient. Mais c’est aussi ce qui la rend amusante. C’était formidable de voir nos expériences valider les prédictions de nos simulations ». De plus, maintenant qu’ils construits les bases de leur idée, il affirme vouloir continuer à développer le dispositif, car, pour eux, l’hydrogène jouera un grand rôle dans le monde à l’avenir.

Parmi ces grandes avancées scientifiques grâce à l’hydrogène, ont compte celle sur les voitures, et notamment à Tupigny, dans l’Aisne, où des voitures à hydrogène seront laissées en libre services dans un parc éolien qui les alimentera. Aussi, deux trains à hydrogènes nommés « Coradia iLint » ont été lancés en Allemagne.