La production d’hydrogène et d’oxygène

Processus intégrés avancés pour la production d'hydrogène et d'oxygène

L’hydrogène est un vecteur énergétique respectueux de l’environnement qui ne génère aucun gaz à effet de serre lors de son utilisation finale. On estime que le passage à une économie de l’hydrogène permettrait de réduire grandement les émissions de dioxyde de carbone (CO2). Cela pourrait être atteint en employant des technologies utilisant des combustibles fossiles propres pour la production d’hydrogène et le captage et le stockage du CO2, ou éventuellement en éliminant les combustibles fossiles carbonés utilisés actuellement pour la production d’énergie.

L’hydrogène peut être utilisé dans toutes sortes d’applications physiques et chimiques. Les industries pétrolière et chimique l’utilisent comme réactif : pour la valorisation du pétrole lourd, l’exploitation des sables bitumineux, ainsi que la production d’ammoniac et de méthanol. L’hydrogène a par ailleurs de nombreuses applications physiques et techniques. Il peut, par exemple, être utilisé comme gaz traceur pour la détection rapide de fuites dans l’industrie automobile, pour la production d’énergie, ainsi que dans le domaine de l’aérospatiale et des télécommunications. De plus, on utilise de l’hydrogène liquide dans la recherche cryogénique, notamment pour l’étude des supraconducteurs.

Comme vecteur énergétique, l’hydrogène doit être produit directement ou indirectement à partir d’autres sources d’énergie telles que les combustibles fossiles, ou à partir d’énergie nucléaire, solaire ou éolienne. La difficulté consiste à isoler l’hydrogène des autres composés d’origine naturelle de la façon la plus efficace et la moins onéreuse possible. Plusieurs méthodes permettent de produire de l’hydrogène. Le reformage du méthane à la vapeur (RMV) est une technologie éprouvée qui permet de produire de l’hydrogène à partir d’hydrocarbures et d’eau. La technologie RMV est actuellement la plus largement répandue pour la production d’hydrogène. Autre technique conventionnelle, l’électrolyse emploie un courant électrique pour décomposer l’eau en molécules d’hydrogène et d’oxygène.

CanmetÉNERGIE travaille actuellement au développement de processus thermochimiques de production d’hydrogène et d’oxygène s’appuyant sur des systèmes de conversion énergétique à hautes températures de pointe équipés de dispositifs de captage du CO2. Nos recherches actuelles se concentrent sur la mise au point de procédés de production d’hydrogène et d’oxygène à partir d’eau à l'aide de sources à hautes températures telles que des systèmes de combustion des oxy-combustibles. L’objectif de ce projet de recherche est d’étudier la production simultanée à grande échelle d’hydrogène et d’oxygène à partir de combustibles carbonés, en associant à ces processus thermochimiques des systèmes de combustion à émissions presque nulles.

Ces recherches seront menées principalement dans notre laboratoire de recherche pilote sur la combustion, en association avec nos partenaires industriels et universitaires. Ce projet mènera à la création d’une plate-forme de recherche unique en son genre dédiée aux combustions à hautes températures avec production simultanée d’hydrogène et d’oxygène. Cette plate-forme devrait permettre l’élaboration d’une base de données indispensable en vue de la mise en œuvre à grande échelle de cette démarche intégrée de création d’installations énergétiques combinant différents combustibles fossiles propres.