Lorsque le dirigeable Hindenburg s'est approché de son quai à Lakehurst, New Jersey, le 6 mai 1937, le dirigeable qui maintenait les ponts passagers en l'air était rempli d'hydrogène. Cet élément, le plus simple - et le plus abondant - de l'univers, possède un proton avec un seul électron tournant autour de lui. L'hydrogène pèse également le moins de tous les éléments atomiquement. Il peut être très puissant, créant de grandes quantités d'énergie lorsque de l'oxygène et une source d'inflammation sont introduits. Lorsque l'Hindenburg a explosé, le monde a été témoin de la puissance de l'hydrogène.
Alors que le Hindenburg accostait ce soir de mai, la peau extérieure du dirigeable a été exposée à une étincelle statique. En quelques secondes, les flammes ont déchiré le dirigeable, le réduisant à une boule de flammes et de métal tordu. Trente-six personnes ont perdu la vie dans la catastrophe [source :Archives nationales]. Et aussi vite que le Hindenburg a brûlé, l'opinion publique sur l'hydrogène a également augmenté. Pendant de nombreuses décennies après la catastrophe, l'hydrogène a été considéré avec scepticisme et même alarmé. Un "facteur de peur de l'hydrogène" développé concernant l'élément [source :Edwards].
Aujourd'hui, alors que les inquiétudes grandissent quant à une possible diminution de l'approvisionnement mondial en pétrole - et à l'augmentation des émissions de polluants provenant de ce pétrole - les chercheurs en énergie reconsidèrent l'hydrogène comme source de carburant. Il est certainement très prometteur :l'hydrogène émet peu ou pas de gaz à effet de serre (GES). Ses principaux sous-produits sont la vapeur d'eau et la chaleur. L'hydrogène a le rendement énergétique le plus élevé en poids de tous les combustibles [source :CECA]. Et c'est abondant; l'hydrogène peut être produit par un certain nombre de sources, du gaz naturel à l'eau elle-même.
Mais la question demeure :l'hydrogène est-il une source d'énergie sûre pour nos voitures ? Comment l'hydrogène peut-il même être utilisé comme carburant ? Il y a une introduction rapide à la page suivante.
L'hydrogène n'est pas réellement une source d'énergie, c'est un vecteur d'énergie [source :CECA]. L'hydrogène transporte l'énergie créée lors de sa production. C'est comme l'électricité :nous ne pouvons pas brûler de l'électricité (qui est un vecteur énergétique), mais l'électricité peut être produite en brûlant des sources d'énergie comme le gaz naturel ou le pétrole. Ensuite, l'électricité transporte cette énergie vers d'autres endroits, comme les prises de courant de votre maison.
Cela signifie que le porteur d'énergie doit recevoir l'énergie à transporter, grosso modo. Il faut donc créer de l'énergie pour fabriquer de l'hydrogène. C'est beaucoup plus facile que la méthode conventionnelle d'obtention de notre principale source de carburant, le pétrole. Pour obtenir du pétrole, il faut forer dans les réserves, le pomper du sol, le raffiner et l'envoyer à la station-service. En utilisant l'hydrogène comme source de carburant, nous pouvons essentiellement produire notre propre carburant et éliminer toutes ces étapes, et peut-être les conflits géopolitiques provoqués par le pétrole.
L'hydrogène est créé par un processus connu sous le nom de reformage . Nous pouvons certainement produire de l'hydrogène comme moyen de transfert d'énergie en brûlant du gaz naturel ou une autre source de combustible à base de carbone. En fait, le reformage du méthane (séparation de l'hydrogène des hydrocarbures en brûlant du gaz naturel) est actuellement la méthode la plus viable de production d'hydrogène. Mais grâce à cette méthode, nous revenons à la case départ, en ce qui concerne les émissions de gaz à effet de serre (GES). Alors que le processus de transfert d'énergie à partir de l'hydrogène sera propre, le processus de création d'hydrogène continuera à brûler des combustibles fossiles et à émettre des GES.
Tout comme il existe des moyens plus propres de produire de l'électricité (comme l'énergie hydroélectrique), l'hydrogène peut également être créé proprement par l'énergie éolienne ou solaire - même par des microbes qui mangent des algues et produisent de l'hydrogène comme déchet [source :NREL]. Les chercheurs évaluent ces méthodes comme des moyens fiables de produire de l'hydrogène sans brûler de combustibles fossiles. Et d'autres cherchent la meilleure façon d'utiliser cet hydrogène produit pour alimenter votre voiture.
Les ingénieurs automobiles ont mis au point l'hydrogène piles à combustible . Ces piles à combustible créent de l'électricité pour alimenter votre voiture grâce à la conversion électrochimique . L'hydrogène, un élément chimique pur, est divisé en son proton et son électron, un processus qui génère de l'électricité. Lorsqu'il se mélange à l'oxygène, le sous-produit du processus est de l'eau. Étant donné qu'une pile à combustible ne peut pas produire suffisamment d'électricité par elle-même pour alimenter une voiture, les cellules doivent être assemblées pour créer des piles à combustible [source :Fuel Economy.gov]. Cependant, une fois que vous avez assemblé quelques piles, votre voiture peut foncer.
Un gros problème demeure cependant :le stockage de l'hydrogène à bord de votre véhicule. Certaines méthodes sont déjà utilisées. L'hydrogène peut être stocké sous la forme d'un gaz hautement pressurisé ou d'un liquide extrêmement froid, comme l'hydrogène cryogénique. Cela fonctionne pour stocker l'hydrogène aux pompes à carburant, mais ce n'est pas pratique pour transporter du carburant dans votre voiture. L'hydrogène liquide cryogénique nécessiterait un système embarqué supplémentaire pour maintenir le carburant froid. Cela ajouterait du poids, ce qui affecterait l'efficacité énergétique du véhicule.
Les chercheurs étudient toujours les moyens optimaux de stocker et d'exploiter l'hydrogène comme source de carburant. Une partie de cette recherche consiste à dissiper les craintes du public concernant l'hydrogène. La science est peut-être capable de résoudre le casse-tête de l'hydrogène, mais si les conducteurs s'imaginent toujours être brûlés vifs dans une boule de flammes chauffées à blanc après une cintreuse d'aile, alors qui achèterait une voiture à hydrogène de toute façon ? Peut-être que la page suivante apaisera vos inquiétudes.
Dans de nombreux cas, l'hydrogène est plus sûr que le carburant que nous utilisons actuellement pour alimenter nos voitures. Les carburants à base de carbone ont tendance à se répandre sous forme liquide (comme vous le savez bien si vous avez déjà renversé de l'essence sur vous-même à la pompe). Lorsqu'il brûle, le combustible conventionnel produit des cendres chaudes, créant une chaleur rayonnante. Ce n'est pas le cas avec l'hydrogène. Dans sa forme pure, l'hydrogène ne brûle pas de carbone et ne produit pas de cendres chaudes et très peu de chaleur rayonnante [source :RMI]. De plus, lorsque l'hydrogène fuit, il monte rapidement dans l'atmosphère, il a donc moins de temps pour brûler [source :Princeton].
Et le Hindenburg alors ? Les partisans et les adversaires de l'hydrogène carburant se sont accrochés au dirigeable malheureux dans leur débat. Alors que les opposants le désignent comme un récit édifiant, les partisans le considèrent comme une exonération pour l'hydrogène.
Bien que l'hydrogène à bord du Hindenburg ait certainement brûlé avec une force incroyable, ce n'est pas l'hydrogène qui a créé le désastre - c'était de la poudre d'aluminium. Pour réfléchir la lumière du soleil, la peau d'Hindenburg était recouverte de cette poudre, une forme équivalente au carburant de fusée [source :RMI]. Et le tissu de coton qui composait la peau du dirigeable était imperméabilisé avec de l'acétate hautement inflammable [source :ABC]. Les partisans de l'hydrogène soulignent également que les flammes de la catastrophe de Hindenburg ont brûlé vers le haut plutôt que vers le haut parce que l'élément est si léger. Cela a laissé les passagers du transporteur en dessous relativement indemnes des flammes. Trente-cinq des 36 décès de Hindenburg étaient le résultat de passagers sautant du dirigeable; tous ceux qui sont restés à bord ont survécu [source :RMI].
Le défi présenté par le stockage de carburant à l'hydrogène est de trouver des moyens de créer des réservoirs de stockage qui ne se révéleront pas être un récit édifiant contre l'hydrogène pour les générations futures. En d'autres termes, quel serait le meilleur réservoir de stockage pour empêcher l'hydrogène d'exploser lors d'un accident de voiture ?
Les réservoirs en acier sont une possibilité. Ils sont suffisamment solides pour servir de transporteurs fiables pour l'hydrogène gazeux dans les automobiles. En cas d'accident, un réservoir en acier pourra probablement résister à un impact sans subir de perforation ou de rupture. Un problème avec l'acier, cependant, est que l'hydrogène est si léger et donc moins dense que l'essence. Tout réservoir contenant de l'hydrogène sous pression devrait être beaucoup plus grand que le réservoir d'essence conventionnel de votre voiture. Un réservoir en acier serait assez lourd et réduirait l'efficacité énergétique.
Les matériaux composites semblent offrir encore plus de promesses que l'acier. Les réservoirs en polyéthylène sont légers, peuvent être façonnés pour s'adapter à une voiture et sont conçus pour poudrer -- absorber l'énergie d'un impact, réduisant le réservoir en poussière et libérant ostensiblement l'hydrogène en toute sécurité dans l'atmosphère [source :Princeton].
L'hydrogène peut finalement être stocké dans des matériaux qui peuvent contenir l'élément et le libérer en cas de besoin. Certains types de métaux, comme l'hydrure métallique , peuvent piéger les molécules d'hydrogène dans leur structure de composition. Ici, l'hydrogène est stocké en toute sécurité et libéré lorsque le métal est chauffé. Ce qui rend cette technologie encore plus attrayante, c'est que la chaleur nécessaire à la libération des molécules d'hydrogène de leurs réservoirs métalliques pourrait provenir de la chaleur perdue produite par une pile à hydrogène [source :DOE].
Il ne semble pas que le "facteur de peur de l'hydrogène" fasse beaucoup pour dissuader la poursuite des recherches sur sa viabilité en tant que source de carburant. Et si le monde est vraiment à court de pétrole, nous devrons peut-être mettre de côté ces craintes une fois pour toutes.
Pour plus d'informations sur l'hydrogène et d'autres sujets connexes, visitez la page suivante.
