La cellule photoélectrochimique: la solution du problème du CO2?

Le Dr Félix Urbain a rencontré les élèves et le grand public au Lycée de garçons de Luxembourg.

Il avait fait parler de lui il y a 15 mois. “Un Luxembourgeois simplifie la production d'hydrogène”. C’était lorsqu’il faisait son travail de doctorat au centre de recherches de Jülich. Félix Urbain a amélioré le rendement d’une cellule à photolyse(*), le faisant passer de 7,8% à 9,5%. Un record mondial qui lui a apporté une notoriété internationale. Cette cellule fait naître l’espoir d’une nouvelle technologie durable, basée sur l’énergie solaire. Depuis, le Dr Urbain a fait du chemin, au propre et au figuré. Aujourd’hui, c’est au Catalonia Institute for Energy Research de Barcelone qu’il poursuit ses recherches sur la production d’énergies propres et le recyclage du CO2.

Le 11 janvier dernier, il a rendu visite au Lycée de garçons de Luxembourg, où il a fait ses études secondaires, sur invitation du groupe de pilotage du projet d’établissement “LGL Com’On”. Ce lycée, de tradition scientifique (rappelons qu’il a hébergé pendant près de cent ans les “Cours Supérieurs, sections des sciences”) n’a pas seulement produit un Prix Nobel de médecine; non, il envoie de par le monde des jeunes scientifiques qui font leurs preuves bien au-delà de nos frontières. Félix Urbain est l’un de ceux-là. Devant quelque 150 élèves de 2me et 1re, il a présenté ses travaux dans une conférence intitulée “Waasserstoff a Co.: Nei Brennstoffer fir eng nohalteg Zukunft”. Le soir du même jour, c’est l’attention d’un public averti, invité par le LGL et l’Association luxembourgeoise des Physiciens (APHYL), qu’il a captée par son exposé parfaitement structuré, très bien documenté et clair et précis dans ses explications.

Les centrales de demain fourniront de l’hydrogène

Le jeune chercheur luxembourgeois a d’abord expliqué pourquoi il est absolument nécessaire de recourir à des formes d’énergie nouvelles et surtout renouvelables. Excellent pédagogue, il a donné les bases physiques et chimiques à la compréhension de la cellule à photolyse, en comparant la photosynthèse artificielle d’une telle cellule à la photosynthèse naturelle produite par les plantes vertes.

Après avoir décrit au public les expériences et les péripéties qui l’ont conduit au record mondial, Félix Urbain a présenté des perspectives d’utilisation futures de cette technologie durable. On peut d’ores et déjà imaginer des stations service et des centrales fournissant de l’hydrogène pur. Ce n’est pas de la science-fiction: des bâteaux, des poids lourds et des voitures fonctionnent aujourd’hui déjà à l’hydrogène. Et il suffit de trois minutes pour remplir le réservoir d’une voiture à hydrogène, ce qui donne un grand avantage à cette technologie par rapport aux moteurs électriques.
Le CO2: un carburant propre

Les cellules photoélectrochimiques sur lesquelles Félix Urbain travaille actuellement à Barcelone sont capables de transformer le dioxyde de carbone (CO2) en méthanol et en d’autres hydrocarbures. Le CO2 qui est à l’origine de l’effet de serre deviendrait du coup un carburant “propre”! On pourrait rétorquer que l’utilisation de carburants comme le méthanol produit à nouveau du CO2, mais vu que ce CO2 éjecté entrera à son tour dans la production de carburant, il ne viendra pas encombrer notre atmosphère. La boucle est bouclée.

La conférence s’est terminée par une séance de questions et une discussion très animée entre le jeune scientifique et les membres du public, dont certains étaient des spécialistes en la matière. Il est regrettable, cependant, que cette conférence, qui traite d’une technologie ouvrant des perspectives bien plus réalistes et palpables qu’une hypothétique exploitation minière des astéroïdes par exemple, n’ait pas connu le succès escompté auprès de nos décideurs, dont on aurait apprécié la présence dans l’auditoire de physique du LGL. L’avenir de notre globe est plus incertain que jamais et ne semble guère aller dans le sens d’une transition énergétique avec, aux rênes des deux grandes puissances, des politiciens qui continuent privilégier et à promouvoir coûte que coûte les énergies fossiles. Il est temps que l’Europe se démarque en misant sur un avenir écologique et en investissant plus massivement dans les énergies du futur, pourquoi pas avec le Luxembourg comme fer de lance?
pd

(*) La cellule à photolyse – source : Wikipedia
C'est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photon), décompose l'eau en oxygène et hydrogène. On peut ensuite utiliser cet hydrogène dans des piles à combustible ou des moteurs à hydrogène. Une telle cellule photoélectrochimique est formée d'une électrode photosensible immergée dans un électrolyte ou dans de l'eau.
Ce procédé de photolyse présente l'avantage sur la filière photovoltaïque de supprimer la nécessité de transport du courant électrique entre la centrale solaire photovoltaïque et les installations de production de l'hydrogène par hydrolyse (la conversion directe apportant en outre un rendement supérieur).