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VALÈNCIA, le 2 juillet. (EUROPA PRESS) –
L'Institut Technologique de l'Energie (ITE) a achevé le projet Hedera avec des résultats qui représentent une « avancée pertinente » pour la production d'hydrogène renouvelable. L'initiative, financée par IVACE+i et l'Union européenne à travers le Programme opérationnel Feder de la Communauté valencienne 2021-2027, a permis le développement et la validation de nouvelles électrodes pour les électrolyseurs PEM, ainsi que des modèles prédictifs et des outils « d'optimisation » qui facilitent « un fonctionnement plus efficace, flexible et durable de cet équipement ».
Le projet Hedera s'est concentré sur l'un des principaux « goulots d'étranglement » pour la compétitivité de l'hydrogène vert, à savoir la dégradation accélérée des électrolyseurs lorsqu'ils fonctionnent en association avec des sources renouvelables variables. Car dans les énergies renouvelables, la production augmente et diminue « constamment » et oblige les équipements à fonctionner avec des intensités variables.
« Une bonne partie de la viabilité de l'hydrogène renouvelable pour des applications telles que la mobilité lourde ou certaines utilisations industrielles se joue dans l'électrolyseur. Chez Hedera, nous avons travaillé précisément sur ce « côté B » des énergies renouvelables : comment produire de l'hydrogène de manière flexible avec le soleil et le vent sans pénaliser la durée de vie utile de l'équipement ni augmenter les coûts d'exploitation », a expliqué Alejandro Rubio, chercheur principal du projet à l'ITE.
Dans le domaine des matériaux, le projet a achevé le développement et la validation d'électrodes pour l'électrolyse PEM, y compris la formulation d'encres catalytiques et leur fabrication par des techniques de dépôt par pulvérisation. Cette approche a permis d'obtenir des matériaux présentant une « homogénéité adéquate » et un comportement reproductible, aspects « clés » pour leur future évolutivité industrielle.
Les nouvelles électrodes ont fait l'objet d'une caractérisation physico-chimique et électrochimique exhaustive dans des conditions de fonctionnement représentatives, ce qui a permis d'évaluer leurs performances et de les comparer aux solutions de référence disponibles sur le marché.
En parallèle, le projet a identifié et analysé les principaux mécanismes de dégradation qui affectent les électrodes d'électrolyse PEM dans différentes conditions de fonctionnement, avec « un accent particulier » sur les scénarios de fonctionnement liés à l'intégration des excédents photovoltaïques et éoliens.
Ces travaux ont généré des connaissances pertinentes sur l'impact des variations d'intensité et des profils de charge sur le vieillissement des composants. Sur la base de données expérimentales générées en laboratoire et lors de campagnes de tests, l'équipe ITE a développé et validé un modèle prédictif de dégradation des électrodes PEM qui permet d'estimer le comportement du système dans des conditions de fonctionnement représentatives.
« ALGORITHME D'OPTIMISATION MULTI-CRITERES »
Ce modèle permet de mieux anticiper l'impact des différentes stratégies d'exploitation sur la durée de vie de l'électrolyseur et sur le coût de l'hydrogène produit. Hedera a également intégré un « algorithme d'optimisation multicritère » pour les systèmes de production d'hydrogène, qui intègre des variables telles que la disponibilité d'énergie renouvelable, la demande, le stockage et la dégradation de l'électrolyseur.
Cet outil vise à aider à la prise de décision dans la conception et la gestion des installations d'électrolyse, en recherchant un équilibre entre coût, flexibilité et durabilité. Dans une étape supplémentaire, le projet a développé un modèle numérique de l'usine d'électrolyse visant à simuler des scénarios et à valider des stratégies de gestion de l'énergie.
Ce jumeau numérique permet d'évaluer virtuellement différentes configurations de fonctionnement et stratégies de couplage avec les énergies renouvelables pour réduire le coût de l'hydrogène et optimiser la durée de vie du système avant de les transférer vers la centrale réelle.
« Pour que l'hydrogène soit une véritable option dans ces domaines, il ne suffit pas de disposer de véhicules et de piles à combustible efficaces. Il est essentiel que chaque kilo d'hydrogène renouvelable soit produit à un coût compétitif et avec des installations capables de fonctionner au jour le jour avec le soleil et le vent sans se dégrader prématurément. C'est exactement là où Hedera apporte de la valeur : en traduisant la complexité électrochimique et opérationnelle en règles et outils pratiques pour mieux concevoir et gérer les installations d'électrolyse », souligne l'équipe ITE.
