Un domaine qui a le vent en poupe : la production d’hydrogène à l’aide d’électrolyseurs

12 mai 2022

Hydrogen production with electrolysers is emerging

Une étude conjointe publiée aujourd’hui par l’Office européen des brevets (OEB) et l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA) utilise les statistiques de brevets pour révéler les tendances et le dynamisme du fascinant domaine de l’hydrogène. L’hydrogène peut être produit par électrolyse à l’aide d’électricité renouvelable. Les dépôts de brevets portant sur des technologies de production d’hydrogène progressent en moyenne de 18% chaque année depuis 2005 : tel est l’un des principaux constats de ce rapport.

L’hydrogène basé sur les énergies renouvelables peut servir de matière première dans le secteur chimique et de carburant dans les piles à combustible lorsque le seul produit dérivé est l’eau. Il peut également remplacer des sources fossiles dans des carburants synthétiques, par exemple en combinaison avec du carbone piégé. En outre, l’hydrogène est abondant et peut être obtenu par l’électrolyse de l’eau, à l’aide d’électricité renouvelable, en présence d’électrocatalyseurs. Ces facteurs font de l’hydrogène une source d’énergie verte très attrayante, à la seule condition que sa production, par le biais des électrolyseurs, soit, elle aussi, écologique.

Le rapport, qui s’intéresse à l’évolution des dépôts de brevets sur ces 15 dernières années, met en lumière plusieurs tendances :

  • En 2016, le nombre de familles de brevets portant sur les technologies d'électrolyse de l'eau a dépassé le nombre de brevets relatifs à la production d'hydrogène à partir de sources fossiles (par ex. charbon solide ou liquide et sources d'hydrogène basées sur le pétrole).
  • En 2018, les inventions d'électrocatalyseurs basés sur des minéraux moins chers ont dépassé le nombre d'inventions basées sur les électrocatalyseurs plus traditionnels, mais coûteux (qui utilisent par exemple l'or, l'argent, le platine ou d'autres métaux nobles), ce qui confirme l'impulsion à découvrir des solutions moins coûteuses. Cette tendance prononcée est démontrée par le bond enregistré par les dépôts de brevets nationaux chinois.
  • La photo-électrolyse est une technologique qui a récemment fait une apparition en fanfare : elle peut intégrer la production d'électricité et d'hydrogène en une seule étape, ce qui pourrait abaisser les coûts de production. Le rapport relève un nombre supérieur à la moyenne de familles de brevets internationaux dans ce domaine, dont environ 50% déposés par des universités.

International patent families

Les demandes d'énergie plus propre n'ont jamais été aussi fortes. Malgré l'augmentation spectaculaire des dépôts de brevets, le rapport souligne que de grandes innovations dans la technologie des électrolyseurs restent nécessaires pour en réduire encore davantage les coûts et en permettre l'introduction sur le marché au niveau industriel. Cette situation pourrait changer à l'avenir, depuis l'introduction récente dans le monde de grands programmes tels que la "stratégie spécifiquement consacrée à l'hydrogène" par la Commission européenne. Avec ses diagrammes et son commentaire, le rapport paru aujourd'hui est utile pour les techniciens, les entreprises et les investisseurs qui souhaitent mieux comprendre ces domaines techniques en rapide expansion.

Par le biais de sa politique environnementale, l'Office est attaché à la réalisation des objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies. L'étude OEB-IRENA se concentre sur les énergies renouvelables et contribue donc à l'ODD 7 de l'ONU (garantir l'accès de tous à des services énergétiques fiables, durables, modernes à un coût abordable).

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