Électrolyse abordable et productive à partir d’une imprimante 3D

Électrolyse abordable et productive de l'imprimante 3D

Un exemple d’électrolyseur que Weusten a réussi à construire à l’aide d’une imprimante 3D. Crédit : Université de technologie d’Eindhoven

Stéphane Weusten a soutenu son doctorat. sur la façon de construire un électrolyseur peu coûteux et efficace à l’aide d’une imprimante 3D. Il a ajusté facilement les paramètres géométriques pour améliorer les performances de l’appareil. Cela accélère la recherche sur la génération d’hydrogène moins cher et plus efficace.

Les électrolyseurs sont susceptibles de jouer un rôle important dans la transition énergétique. Les appareils divisent les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène à l’aide d’électricité. Mais la mesure dans laquelle le pétrole et le gaz sont remplacés par l’hydrogène dépend des performances des électrolyseurs. L’hydrogène est beaucoup plus cher que les énergies fossiles. Et bien que les électrolyseurs existent depuis environ cent ans, ils n’ont pas beaucoup changé au cours de cette période. “Vous ne pouvez pas regarder à l’intérieur de l’appareil lui-même, ce qui rend difficile de comprendre ce qui se passe”, explique Stéphane Weusten.

Des calculs scientifiques et des simulations permettent d’en savoir plus sur l’appareil. Mais comment la théorie fonctionne-t-elle dans la pratique ? Et comment améliorer les performances des électrolyseurs pour faire en sorte que l’hydrogène devienne effectivement un redoutable concurrent du pétrole et du gaz ? Pour le savoir, Stéphane Weusten a utilisé une imprimante 3D. “Normalement, vous dépensez environ 3 000 euros pour essayer un ensemble limité. Le matériel de test est cher car il doit être fabriqué sur mesure. Et cela prend aussi beaucoup de temps.”

Avec l’imprimante 3D, c’est du passé. “Vous achetez un rouleau de plastique et avec cinq euros vous avez terminé et vous avez un électrolyseur complet.” Ce n’est pas qu’un appareil qui fonctionne bien est sorti de l’imprimante du jour au lendemain. Combien de versions différentes il a faites, le chercheur ne se souvient pas de mémoire. “Par amélioration, nous étions bientôt à six versions. À un moment donné, vous perdez le compte.” Il rit. “Cela rendait parfois ma petite amie folle quand je devais imprimer quelque chose en 3D dans notre chambre parce que ça faisait pas mal de bruit.”

Vitesse de réaction plus élevée

“C’était un travail acharné et un labeur quotidien, éliminant les problèmes étape par étape.” Pour éviter les fuites, c’était compliqué. “Parfois, ça s’est effondré.” Mais étape par étape, Stéphane Weusten est parvenu à améliorer les performances en ajustant la géométrie de l’électrolyseur. Par exemple, le chercheur a modifié la forme de l’entrée afin que les molécules entrent en collision plus rapidement et que la vitesse de réaction plus élevée produise plus d’hydrogène en un temps plus court. Il a également modifié les électrodes 3D. Au total, toutes les modifications ont entraîné une vitesse de réaction sept fois plus élevée.

Tests plus rapides

“Bien sûr que j’en suis content, mais le gain est surtout dans l’impression 3D”, pense le chercheur. “Auparavant, nous n’utilisions presque aucune imprimante 3D pour construire des électrolyseurs. Désormais, d’autres chercheurs peuvent également travailler avec ces derniers et tester leurs théories plus rapidement. C’est ainsi que vous accélérez la recherche sur les électrolyseurs et l’hydrogène, et c’est vraiment la valeur ajoutée de mon travail.”


Une percée ouvre la porte à l’hydrogène vert à faible coût


Fourni par l’Université de technologie d’Eindhoven

Citation: Électrolyse abordable et productive à partir d’une imprimante 3D (6 avril 2022) récupéré le 6 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-productive-electrolysis-3d-printer.html

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