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Énergies alternatives

Que ce soit pour des raisons de changement climatique, ou ne serait-ce que pour prolonger la durée de vie et la disponibilité des combustibles fossiles pour les générations futures, nous devons substituer, aussi largement que possible, ces combustibles fossiles, et, pour cela, utiliser au mieux les énergies renouvelables : solaire, éolien terrestre ou marin, hydraulique. Toutes ces énergies, sauf l’hydraulique, sont alternatives.

Il faut très largement faire appel à la chimie pour permettre le développement des cellules photovoltaïques, des matériaux pour les batteries, des composants pour le stockage électrochimique ou des piles à combustible.

Pour répondre au défi du développement des énergies renouvelables, il faut mettre en place une gestion durable du cycle des matières premières (acier ou métaux stratégiques tels que les terres rares) : extraction de la mine, production et usage, recyclage, émissions et perte de matières premières et d’énergie. La chimie est présente à toutes ces étapes.

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Les sources d'énergie renouvelables, une réponse à la pauvreté énergétique ?

[Mots-clés] énergie, sources d'énergie renouvelables, terminale, grand oral

Sur 7,8 milliards d’êtres humains en 2021, 10 % n’ont pas accès actuellement à l’électricité. Cela a un impact sur la santé et l’éducation de ces populations. Ces manques affectent la compétitivité économique des pays concernés et freinent leur développement. Comment la chimie peut-elle contribuer à résoudre ce problème ? En savoir plus

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Chimie et effet photovoltaïque d'Edmond Becquerel à nos jours

[Mots-clés] effet photovoltaïque, photon, rendement, cellules et panneaux photovoltaïques, énergie du photon, interaction photon-matière, absorption

Depuis la découverte de l’effet photovoltaïque par Edmond Becquerel en 1839, l’efficacité des dispositifs de conversion de l’énergie lumineuse en énergie électrique a considérablement augmenté. Après une présentation de l’effet photovoltaïque, nous nous proposons ici de mettre en évidence l’importance des apports de la chimie dans le développement de l’énergie solaire. Nous verrons ensuite quels sont les usages actuels du photovoltaïque et, pour finir, quels seront sans doute ses usages futurs. En savoir plus

L’hydrogène naturel : une nouvelle source d’hydrogène renouvelable

[Mots-clés] énergie renouvelable, hydrogène géologique, startup « Naturel Hydrogen Energy LLC »

L’hydrogène H2 existe parfois dans des sites géologiques bien identifiés ! L’hydrogène d’origine géologique a des influences non encore prises en compte sur le climat avec en particulier un impact sur les concentrations de l’ozone atmosphérique en raison de son pouvoir réducteur puissant. Des puits fonctionnent déjà au Mali, en Amérique du Nord et plus récemment en Australie et même en Europe ! En savoir plus

La pyrolyse du méthane

[Mots-clés] pyrolyse, méthane, plasma électrique, électrodes de graphite, noir de carbone, stockage du carbone dans les sols

Le méthane est craqué vers 2000°C avec un plasma électrique. L’intérêt de la méthode réside dans le fait que la production d’hydrogène s’accompagne de noir de carbone très utilisé dans de nombreux domaines allant des bétons aux peintures en passant par les encres…Une unité de production fonctionne déjà aux USA depuis 2020. En savoir plus

Production d’hydrogène par électrolyse de la vapeur d’eau à haute température

[Mots-clés] électrolyse haute température, zircone, pérovskite, oxyde d’iridium, projet « MULTIPHY »

L’électrolyse de la vapeur d’eu est réalisée autour de 800°C. La réaction est réversible car la cellule peut fonctionner comme électrolyseur mais aussi sous forme de pile à combustible. La technologie devient progressivement mature ; ainsi la startup SYLFEN crée en 2015 par le CEA utilise ce type d’électrolyse pour le chauffage d’immeubles autonomes en énergie. En savoir plus

Les systèmes d’électrolyse de l’eau à membrane échangeuse de protons

[Mots-clés] électrolyse basse température, platine, oxyde d’iridium, Nafion ®™, PEM, proton membrane exchange

L’électrolyse à membrane échangeuse de protons utilise une membrane à base de polymère d’acides perfluorosulfoniques (PFSA). La membrane a un double rôle : elle permet de séparer les gaz hydrogène et oxygène formés et assure le transfert des protons de l’anode vers la cathode. Le principe de fonctionnement y est exposé en détail, notamment les procédés électro-catalysés au niveau des électrodes. Le gaz dihydrogène produit est de grande pureté. Le procédé est en plein développement pour devenir rentable à moyen terme. En savoir plus

Hydrogène : la production d’hydrogène décarbonée et compétitive : un défi technologique à relever

[Mots-clés] électrolyses de l’eau, vaporeformage, pyrolyse, stockage de l’hydrogène

La production d’hydrogène par électrolyse de l’eau utilisant de l’électricité décarbonée issue d’énergies renouvelables ou nucléaire est LA technique de base retenue par l’Union européenne. Plusieurs procédés sont évoqués. Cependant Il ne faut pas oublier la pyrolyse du gaz naturel à haute température beaucoup moins gourmande en énergie électrique que l’électrolyse et qui produit de l’hydrogène et du noir de carbone valorisable. En savoir plus

Le vocabulaire de l’hydrogène

[Mots-clés] vocabulaire, hydrogène

Il s’agit d’une liste de 28 termes, expressions et définitions adoptés et des équivalents étrangers consacrée à l’hydrogène publiée au Journal Officiel du 30 Janvier 2021 et consultable sur le site FranceTerme En savoir plus

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Vers une énergie zéro carbone en 2050 : comment cela sera-t-il possible ?

[Mots-clés] énergie, politique énergétique, prospective, décarbonation de l’énergie, transition énergétique, réchauffement climatique, nouvelles technologies

En 2019, les débats sur la transition énergétique étaient déjà très nombreux, les enjeux principalement environnementaux portant au premier rang sur la lutte contre le changement climatique. Il faut maintenant tenir compte des modifications apportées par la pandémie de COVID-19 et de ses conséquences économiques et sociales. En savoir plus

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Zoom sur les derniers résultats de la production d’hydrogène « décarboné »

[Mots-clés] hydrogène, énergie, électrolyse, électrolyseur, décarbonation, pyrolyse biomasse, hydrogène naturel

L’expression « hydrogène à faible empreinte carbone » est plutôt recommandée par le Journal officiel [1]. L’hydrogène jouera sans doute un rôle important dans la transition énergétique. Il possède en effet l’énergie massique la plus élevée des combustibles (1200 MJ/kg) soit trois fois celle de l’essence ; de plus son utilisation dans les piles à combustible avec l’oxygène ne forme en effet que de l’eau sans aucune émission de produits polluants et fait l’objet de nombreux articles et dossiers dans la presse. Il est aussi à ce jour le meilleur moyen de stocker massivement de l’énergie sur une longue durée ce qui permet de répondre à l’intermittence des énergies solaire et éolienne [2]. En savoir plus

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