L'hydrogène se liquéfie lorsqu'on le refroidit à une température inférieure de -252,87°C. Ainsi, à -252.87°C et à 1,013 bar, l'hydrogène liquide possède une masse volumique de près de 71 kg/m3. À cette pression, on peut stocker 5 kg d'hydrogène dans un réservoir de 75 litres.
L'hydrogène peut aussi être fabriqué à partir de l'électricité, par l'électrolyse de l'eau. Elle consiste, à l'aide d'un courant électrique, à décomposer l'eau (H2O), en dioxygène (O2), d'un côté, et en dihydrogène (H2) de l'autre.
L'hydrogène proposé aux automobiliste est actuellement "vendu dans les stations-services pour un prix compris entre 10 € et 12 € le kilo" selon le responsable et le nombre de stations où faire le plein est extrêmement faible, notamment en Europe (ndlr, il y a un peu plus de 120 pompes dont une trentaine en France).
Le craquage de l'eau est un processus aboutissant à la dissociation de l'hydrogène et de l'oxygène de l'eau, atomes composant la molécule d'eau H2O, par thermolyse, électrolyse ou radiolyse. La réaction thermochimique commence à haute température (entre 850 à 900 °C) pour devenir complète vers 2 500 °C.
Ça c'est en sortie d'unité de production. Donc avec le coût d'exploitation de la station qui s'y ajoute, l'hydrogène est vendu généralement entre 10 et 15 € / kilo. On aime bien 10 €/ kilo parce que ça fait quasiment la parité avec le diesel.
Les inconvénients de l'hydrogène
Le principal inconvénient de l'hydrogène, c'est que l'exploitation de cette énergie coûte encore relativement cher. En l'occurrence, le coût de production de l'hydrogène vert se situe entre 3 et 6 €/kg quand le coût de production de l'hydrogène gris est de 1,5 €/kg.
Quand l'hydrogène est produit à partir d'hydrocarbures, cela pose plusieurs problèmes écologiques. D'abord, il faut extraire ces hydrocarbures, ces énergies fossiles, ce qui génère des dégradations environnementales et des émissions de CO2.
Il suffit de fabriquer un entonnoir conique en cuivre, dont le sommet est fermé et terminé par une structure pointue. On remplit ce cône d'azote liquide (température -192 °C) et l'oxygène de l'air, qui bout à -185 °C, se condense sur les parois externes du cône et coule goutte à goutte en bas le long de la pointe.
Les chercheurs expliquent que cela s'opère avec un catalyseur composé de carbure de molybdène, un matériau peu coûteux et résistant à la chaleur, qui est associé à du potassium et de l'alumine gamma. Il faut extraire le dioxyde de carbone présent dans l'eau, puis le transformer en monoxyde de carbone.
L'eau hydrogénée agit comme antioxydant en neutralisant les effets des radicaux libres. Il est préconisé d'en boire 1 à 3 litres par jour chez les personnes en bonne santé principalement à jeun et entre les repas. Lorsqu'elle est chauffée, elle perd tout son effet puisque l'hydrogène s'évapore.
L'hydrogène est un gaz qui est difficile à stocker car il est tellement petit et léger qu'il se faufile partout et il nécessite d'importants moyens techniques pour le stocker à température basse et à très haute pression.
L'hydrogène « turquoise » est formé à partir de méthane qui alimente un réacteur. Ce réacteur le chauffe à haute température (1000 à 2000 °C) en l'absence d'oxygène. De ce procédé le méthane se décompose en hydrogène (H2) et en noir de carbone solide (C), tout en évitant de produire du CO2 en retour.
L'hydrogène vert, produit principalement par électrolyse de l'eau à partir d'électricité renouvelable, représente un des leviers d'avenir pour accélérer la transition vers la neutralité carbone : développement de la mobilité verte, décarbonation des usages massifs industriels d'hydrogène (engrais, raffinerie, chimie…), ...
L'Agence internationale de l'énergie (AIE) a assuré dans un rapport qui date déjà de 2019 que l'hydrogène est une énergie d'avenir. En effet, grâce à son faible rejet de CO2 cette énergie paraît être une alternative crédible. Effectivement associée à une pile à combustible, cette énergie ne rejette pas de CO2.
Comme on le voit, le moteur à eau existe bien, sous la forme de moteur à injection d'eau chez les constructeurs historiques, et plus artisanalement et loufoquement sous forme de kits à installer par des apprentis-sorciers nous promettant monts et merveilles (moteur Pantone ou kit d'injection Vix par exemple).
La production d'hydrogène vert
L'hydrogène peut être produit par « électrolyse de l'eau » : ce procédé consiste à faire passer un courant électrique dans l'eau pour décomposer ses molécules (H2O) et en extraire l'hydrogène.
Comment fonctionne concrètement le véhicule à pile à combustible à hydrogène ? Leur énergie électrique est fournie par une pile à combustible. L'hydrogène est stocké sous pression dans les réservoirs dédiés du véhicule. Ce gaz (H2), ainsi que le dioxygène (O2) de l'air ambiant, alimente la pile à combustible.
Au sein d'usines spécialisées dans la séparation des gaz de l'air (ASU) ; le principe de fabrication repose sur une purification de l'air ambiant, suivie d'une opération de liquéfaction de cet air purifié et d'une distillation fractionnée de l'air liquéfié en ces composants principaux, dont l'oxygène (21%) et l'azote ( ...
La meilleure solution pour oxygéner un aquarium est de placer le rejet du filtre juste sous la surface de l'eau afin de créer des mouvements d'eau, un brassage, qui assurera la meilleure oxygénation.
La raison pour laquelle l'hydrogène est inefficace est due au processus de transfert d'énergie nécessaire pour alimenter une voiture. C'est ce qu'on appelle parfois la transition du vecteur énergétique.
Aujourd'hui, pour des raisons économiques, 95 % de l'hydrogène est produit à partir de sources fossiles : par reformage de gaz naturel notamment ou par gazéification de charbon de bois. Des procédés a priori émetteurs de CO2. Cet hydrogène ne peut donc pas être considéré comme propre.
Sur une voiture à hydrogène, l'autonomie n'est pas un réel problème. Si l'offre reste encore limitée, les modèles aujourd'hui commercialisés peuvent parcourir plus de 500 à 600 km avec un plein.