De l'hydrogène produit à partir d'urine : la découverte surprenante de ces chercheurs australiens

Des chercheurs australiens ont développé deux systèmes d’électrolyse uniques, économes en énergie et rentables, qui utilisent l’urée présente dans l’urine et les eaux usées pour générer de l’hydrogène. Bien que l’usage d’urée, pour la production d’hydrogène vert, ne soit pas totalement nouveau ; c’est surtout leurs capacités à limiter les rejets d’effluents polluants qui ouvrent de nouvelles perspectives.
 
Si nous connaissons tous, et pour cause, l’urine ; il est fort probable que nous ne soyons pas tous informés des utilisations particulièrement intéressantes qui peuvent en être faites. Au-delà de pratiques sectaires, il existe, d’ores et déjà, de nombreux usages de son composé principal, l’urée. Le plus répandu : le fameux Ad Blue, ajouté dans votre voiture pour réduire les émissions de gaz à effet de serre de votre véhicule.
 
Dans le secteur de la production d’hydrogène vert, des études antérieures ont montré que l’électrolyse de l’urée permettait de le fabriquer, à des coûts inférieurs à ceux de l’électrolyse de l’eau. Néanmoins, jusqu’alors, l’un des principaux obstacles au développement de cette technologie résidait dans le faut que seules de faibles quantités d’hydrogène pouvait être extraites, mais surtout que cela générait des sous-produits azotés indésirables (nitrates et nitrites). Toxiques, ces rejets réduisent, en plus l’efficacité globale du système.
 
Et c’est là la grande innovation des chercheurs du Centre d'excellence pour la science et l'innovation du carbone du Conseil australien de la recherche (COE-CSI) et de l'Université d'Adélaïde. Outre le fait de produire de l’hydrogène vert à un coût proche de l'hydrogène gris ; ils ont développé deux systèmes d'électrolyse à base d'urée qui produisent de l'azote gazeux inoffensif au lieu des nitrates et nitrites toxiques.


 

Les eaux usées pourraient aussi produire de l’hydrogène vert

« Dans le premier système, nous avons développé un système d'électrolyse de l'urée sans membrane innovant et très efficace pour une production d'hydrogène à faible coût. Dans le second, nous avons mis au point un nouveau mécanisme d'oxydation par le chlore utilisant des catalyseurs à base de platine sur des supports de carbone pour générer de l'hydrogène à partir de l'urine ». Pour le professeur Qiao, directeur adjoint et chercheur en chef du COE-CSI, c’est bien la complémentarité des deux technologies qui est particulièrement intéressante.
 
Utilisées conjointement, elles vont permettre d’utiliser directement de l’urine humaine, voire même d’exploiter des eaux usées riches en azote.
 
Avant d’entrer dans une phase de production à plus grande échelle, il reste à l’équipe de chercheurs, en collaboration avec le Centre d'excellence ARC pour la science et l'innovation du carbone, à trouver des substituts au platine employée pour favoriser l’oxydation du chlore. En effet, si son efficacité est indéniable, sa raréfaction et l’explosion de son coût reste un frein au déploiement plus industriel des découvertes des chercheurs australiens.
 
Pour aller plus loin, on vous invite à consulter les aricles publiés sur  Angewandte Chemie International Edition et Nature Communications.