Qu'est-ce que l'hydrogène?
HYDROGÈNE
Découvrez l'hydrogène
Depuis le début du 16ème siècle, lorsque l’alchimiste suisse Phillip von Hohenheim a mélangé des métaux avec des acides puissants pour produire un gaz inflammable, les gens ont essayé de comprendre et de maîtriser le pouvoir de l’hydrogène.(1) En grec, le mot « hydrogène » signifie « créateur d’eau »(2) et de nos jours cette propriété rend l’hydrogène un carburant attrayant et durable, parce que lors de son utilisation comme source d’énergie, le seul sous-produit est l’eau.(3)
Continuez la lecture pour apprendre plus de détails sur l’hydrogène, comment il est obtenu et comment il est utilisé pour améliorer la qualité de nos vies.
Quelles sont les propriétés physiques et chimiques de l’hydrogène?
L’hydrogène est le premier et le plus simple élément dans le tableau périodique, où il est reconnu par le symbole H, et attribué le numéro atomique 1, ce qui signifie la présence d’un seul proton dans son noyau.(4)
Le gaz le plus léger, l’hydrogène est incolore, inodore, insipide, généralement transparent et non toxique.(5) Il est facile à diffuser, et ses molécules ont une vélocité supérieure par rapport aux autres gaz à une température donnée. Par conséquent, l’énergie kinétique est distribuée plus rapidement à travers l’hydrogène par rapport à tout autre gaz ; par exemple, il a la conductivité de la chaleur la plus élevée.(6)
Typiquement, il apparaît sous forme de molécule diatomique – deux molécules d’hydrogène, connues sous le nom de H2. L’une des premières caractéristiques inédites connues de l’hydrogène est celle qui le transforme en H2O, mieux connue sous le nom d’eau, lorsqu’il est brûlé dans la présence de l’oxygène.(7)
L’hydrogène est-il un élément abondant?
L’hydrogène est l’élément le plus abondant, d’après les estimations il représente 75% de la masse à travers l’univers,(8) trois fois plus abondant que le deuxième plus abondant élément, l’hélium.(9)
Il se trouve partout – ici sur Terre, il se trouve toujours en combinaison avec d’autres éléments pour créer l’eau qui couvre deux tiers de notre planète, aussi que les plantes, les animaux, le pétrole, le gaz naturel(10) et l’atmosphère. En fait, presque tout ce qui contient du carbone a aussi un certain contenu d’hydrogène.(11) Il est aussi le principal élément dans la composition du soleil.(12)
Comment peut-on utiliser l’hydrogène comme source d’énergie?
Parce que l’hydrogène n’existe pas dans la nature sans d’autres éléments, sa transformation dans une source viable de combustible exige sa séparation de ses éléments associés.
Depuis l’époque de von Hohenheim, les gens savent que la combinaison entre certains acides, tels que l’acide sulfurique ou l’acide hydrochlorique, et le zinc ou un autre métal, peut générer des molécules d’hydrogène, mais ces molécules sont généralement contaminées avec des substances chimiques volatiles provenant des métaux. Ensuite, à partir de la Révolution Industrielle et jusqu’à la moitié du 20ème siècle, la production d’hydrogène impliquait des procédures à base de charbon.(13)
À présent, nous utilisons les couleurs pour décrire la manière dont nous obtenons l’hydrogène pour l’utiliser comme source d’énergie : hydrogène gris, hydrogène bleu et hydrogène vert.
Avec l’hydrogène gris, les sources d’hydrocarbures non renouvelables utilisées comme combustibles, telles que le gaz naturel, sont séparées en hydrogène et carbone, dont le dernier est libéré dans l’atmosphère. L’hydrogène bleu est obtenu par la même méthode, sauf que le carbone est capté ou isolé.(14) Environ 95% de l’hydrogène produit par des méthodes industrielles(15) provient du reformage de la vapeur, qui implique le traitement du gaz naturel avec de la vapeur sous haute pression et un catalyseur au nickel(16) à des températures en-dessus de 650oC(17) pour générer de l’hydrogène et du monoxyde de carbone.(18)
Par contraste, l’hydrogène vert ne laisse aucune trace de carbone. Un processus nommé électrolyse utilise de l’électricité renouvelable pour séparer les éléments fondamentaux de l’eau pour obtenir de l’hydrogène et de l’oxygène, le même gaz que nous respirons chaque jour.(19)
À quoi sert l’hydrogène?
Depuis les années 1800, les gens ont utilisé l’hydrogène pour illuminer leurs villes.(20) Pendant la Seconde Guerre mondiale, les britanniques ont utilisé des ballons alimentés à l’hydrogène pour se défendre contre les attaques.(21)
À présent, environ deux tiers de l’hydrogène produit au niveau global est combiné à l’azote pour créer l’ammoniac, NH3, utilisé principalement comme engrais.
Il est aussi utilisé pour refroidir les générateurs et comme combustible pour la génération d’électricité,(22) le raffinage du pétrole,(23) le stockage et le transport d’énergie et la propulsion des véhicules publiques et privés.(24)
Le Japon, l’Allemagne et les États-Unis sont quelques exemples de pays qui ont des points de recharge pour les véhicules qui utilisent des piles à combustible à l’hydrogène.(25) L’hydrogène est même brûlé avec l’oxygène ou le fluor pour alimenter les fusées et propulser les véhicules spatiaux.(26)
L’hydrogène est un instrument nouveau pour toute une variété d’utilisations créatives, y compris la fabrication des métaux,(27) les recherches cryogéniques, les applications de fission nucléaire, les réactions de fusion nucléaire, la soudure atomique à l’hydrogène et même la peinture radioluminescente pour la signalisation d’urgence.(28)
Il est peut-être l’élément le plus simple, mais l'hydrogène fait partie de tous les aspects de notre monde, en soutenant littéralement la vie et en alimentant un réseau complexe de produits et de services qui améliorent la qualité de nos vies au niveau global.
