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hydrogène

Définition

Élément chimique

Élément chimique de symbole H, formé d’un proton et d’un électron, ou nom donné ordinairement au corps simple dont la molécule comporte deux atomes d’hydrogène (H₂).

Molécule

Nom couramment donné à la molécule formée de deux atomes d’hydrogène, le nom exact étant le dihydrogène (H₂), mais qui est aussi appelée « hydrogène moléculaire », ou « gaz-hydrogène ».

n. m. (gr. hudôr, eau et gennân, engendrer).

Voir : atomeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigatome

Structure donnant son identité et ses propriétés physiques et chimiques à un élément chimique., dihydrogèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdihydrogène

Corps simple, formé de l’association de deux atomes d’hydrogène (H), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre., électronplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélectron

Particule élémentaire, porteuse d’une charge électrique négative, gravitant autour du noyau des atomes., élément chimiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélément chimique

Les substances constituées datomes identiques, liés par des liaisons chimiques formant des molécules sont des corps simples., particule fineplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigparticule fine

Particule solide ou liquide, de 2,5 à 1,0 µm, portée par l’eau ou l’air, d’origine anthropique ou naturelle., protonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigproton

Nom donné à l’ion hydrogène (H+) en solution aqueuse, résultant de la perte de son électron unique par l’atome d’hydrogène..

Informations complémentaires

L’atome d’hydrogène est un constituant de nombreuses espèces chimiques, l’eau (H₂O), bien entendu, ou encore, les hydrocarbures et toutes les molécules organiques, où il est lié à des atomes de carbone, d’oxygène et d’azote.

Le proton

L’atome d’hydrogène qui a perdu son unique électron est qualifié de proton (en physique), ou d’ion hydrogène (H⁺), en chimie. C’est sous cette forme que l’hydrogène participe à de nombreuses réactions biochimiques, en particulier les réactions qui participent à l’énergétique cellulaire (respiration et photosynthèse).

Voir : azoteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigazote

Élément chimique de symbole N, ou nom donné ordinairement au gaz (N2), corps simple dont les molécules sont constituées de deux atomes (diazote)., carboneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcarbone

Élément chimique de symbole C se présentant sous forme de corps simples, purs, cristallisés (diamant, graphite) ou non (fullerènes)., espèce chimiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigespèce chimique

Terme générique désignant une molécule, un atome, un ion, ou encore, un radical., ionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigion

Atome, molécule, ayant cédé ou acquis un ou plusieurs électrons., oxygèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigoxygène

Élément chimique de symbole O, ou nom donné ordinairement au dioxygène (O2), gaz inodore et sans saveur., photosynthèseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotosynthèse

Fonction de tous les organismes chlorophylliens assurant la synthèse des glucides, à partir d’eau et de dioxyde de carbone (CO2), avec la lumière pour source d’énergie., respirationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigrespiration

Processus biochimique intracellulaire, produisant l’énergie nécessaire au métabolisme cellulaire, se faisant sans consommation de dioxygène mais avec oxydation d’une substance minérale et nécessitant des chaînes de transport d’électrons..

Isotopes de l’hydrogène

En général, un corps simple est formé de plusieurs isotopes qui ont des masses atomiques (A) différentes (en fonction du nombre de neutrons = N). Les isotopes d’un même élément chimique ont le même nombre de protons (numéro atomique Z identique).

Pour l’hydrogène, l’isotope le plus fréquent a pour paramètre A = 1, puisque Z = 1 et N = 0, alors que le deutérium possède un neutron (N = 1), et donc A = 2. Il existe un autre isotope, le tritium, avec 2 neutrons, qui est radioactif.

Voir : isotopeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigisotope

Atome différant des autres atomes du même élément chimique par le nombre de neutrons..

Fig. : Représentations schématiques de l’hydrogène et de ses isotopes.

Sources de production de l’hydrogène

Le dihydrogène (état moléculaire) est relativement rare dans la nature.

dans l’atmosphère : sa teneur est infime : 0,510 ppm, c’est-à-dire 0,00005 % ;
dans la composition de différentes ressources naturelles et de déchets : eau (eau douce et eau de mer), déchets organiques, hydrocarbures, par exemple.

Voir : déchetplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdéchet

Ce qui reste d’une matière, d’un objet, après son emploi., eauplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigeau

Substance chimique dont la molécule (H2O) qui, par ses caractéristiques physico-chimiques, possède de multiples fonctions tant dans le monde vivant que dans le monde inerte., hydrocarbureplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrocarbure

Composé ne contenant que du carbone (C) et de l’hydrogène (H), de formule moléculaire (CnHm)..

Mode de production de l’hydrogène gazeux

La production passe par une décomposition moléculaire, réalisable selon différents procédés : électrolytique, thermique, biochimique.

Toutefois, la production de H₂ nécessite de l’énergie ; il est donc fondamental que celle-ci vienne des énergies renouvelables (parcs éoliens, de barrages hydrauliques, de biomasse, de parcs photovoltaïques ou de géothermie). Voir ci-dessous la sous-rubrique « L’hydrogène vert ».

Voir : barrageplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbarrage

Ouvrage construit en travers d’un cours d’eau, destiné à en réguler le débit et/ou à stocker de l’eau., biomasseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiomasse

Masse de l’ensemble des êtres vivants présents dans un espace déterminé, à un moment donné., énergie renouvelableplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigénergie renouvelable

Énergie dont la source se reconstitue naturellement ou artificiellement à une échelle de temps humaine., géothermieplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggéothermie

Science dont l’objet est l’étude de la chaleur interne de la Terre, et technique visant à son exploitation., hydrauliqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydraulique

Se rapporte aux techniques des canalisations transportant de l’eau., photovoltaïqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotovoltaïque [alias]

Voir : énergie photovoltaïque., ressource naturelleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigressource naturelle

Toute chose appartenant à la nature pouvant être exploitée par l’homme pour satisfaire ses besoins (énergie, matières premières, nourriture, habitat, agrément, etc.)..

L’hydrogène «gris»

L’hydrogène gris est fabriqué par procédés thermochimiques, à partir d’énergies fossiles (gaz naturel, pétrole). Sa production est source d’une grande quantité de GES. C’est en France, actuellement, à 95 %, le mode de production du dihydrogène.

La production d’hydrogène à partir du gaz naturel est le « Vaporeformage ». Elle représente presque la moitié de la production d’hydrogène « gris ». La production se fait sous l’action de vapeur d’eau surchauffée. À la sortie du vaporéacteur, l’hydrogène est séparé du CO₂ qui peut être capturé. Des catalyseurs métalliques sont utilisés (nickel, fer, chrome, cuivre) pour faciliter les réactions.

La gazéification du charbon pour produire de l’hydrogène ne se fait pratiquement plus. Elle nécessite de très hautes températures (1 200°C), et la présence d’air ou d’oxygène.

Voir : catalyseurplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcatalyseur

Substance, généralement un corps pur, accélérant, par sa nature ou son état physique, une réaction chimique., charbonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcharbon

Roche combustible fossile, très riche en carbone, résultant de la dégradation partielle de la matière végétale enfouie au cours des temps géologiques., énergie fossileplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigénergie fossile

Énergie produite par la combustion d’un combustible fossile., gaz naturelplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggaz naturel

Combustible fossile gazeux composé principalement de méthane (CH4) provenant de la décomposition de restes d’organismes ayant vécu aux temps géologiques..

L’hydrogène «noir»

L’hydrogène noir est produit à partir du charbon gazéifié et, à ce titre, il est encore plus critiqué que le « gris » !

L’hydrogène «bleu»

Il est fabriqué de la même façon que l’hydrogène gris, mais, afin de diminuer le bilan carbone, le CO₂, émis lors des combustions, est capté pour être réutilisé dans l’industrie ou être stocké dans des cavités.

Voir : charbonplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcharbon

Roche combustible fossile, très riche en carbone, résultant de la dégradation partielle de la matière végétale enfouie au cours des temps géologiques., dioxygèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdioxygène

Corps simple, formé de l’association de deux atomes d’oxygène (O), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre., énergie fossileplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigénergie fossile

Énergie produite par la combustion d’un combustible fossile., gaz naturelplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggaz naturel

Combustible fossile gazeux composé principalement de méthane (CH4) provenant de la décomposition de restes d’organismes ayant vécu aux temps géologiques., hydrocarbureplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrocarbure

Composé ne contenant que du carbone (C) et de l’hydrogène (H), de formule moléculaire (CnHm)., oxydo-réduction.

L’hydrogène «vert»

L’hydrogène vert est fabriqué par électrolyse de l’eau à partir d’électricité provenant uniquement d’énergie renouvelable (éoliennes, panneaux solaires ou barrages hydroélectriques). Pour l’aspect énergétique on se reportera à l’entrée « hydrogène décarboné.

Au cours de l’électrolyse, l’énergie électrique est transformée en énergie de décomposition moléculaire de l’eau, au cours d’une réaction d’oxydo-réduction qui produit du dihydrogène (H₂), du dioxygène (O₂) et de la chaleur.

Pour que cette filière soit compétitive, il convient de mettre au point de nouvelles générations d’électrolyseurs ayant de meilleurs rendements.

On consultera, ci-dessous, la rubrique « Remarque linguistique et/ou historique », elle nous dira ce qu’en pensait le romancier Jules Vernes !

On peut faire entrer dans la filière « verte », la production d’hydrogène par gazéification de la biomasse agricole.

Le dihydrogène peut être aussi injectés dans le réseau de gaz naturel. Pour les premiers essais, l’apport en hydrogène est de 6 %, et pourra atteindre 20 à 30 %. La démarche est identique à celle adoptée pour les agrocarburants, pour lesquels l’huile (biodiesel) ou le bioéthanol produits par la filière agricole sont mélangés à du carburant d’origine fossile, dans un pourcentage limité.

Voir : agrocarburantplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigagrocarburant

Combustible (bioéthanol ou biodiesel) obtenu par transformation de la matière organique issue d’espèces végétales à vocation alimentaire, et utilisable en mélange avec un carburant classique., biodieselplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbiodiesel

Biocarburant obtenu par transformation d’huiles végétales (colza, tournesol, ricin), utilisé en complément du diesel., bioéthanolplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbioéthanol

Éthanol (alcool), biocarburant produit à partir de végétaux et incorporé au carburant classique (essence)., dioxygèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdioxygène

Corps simple, formé de l’association de deux atomes d’oxygène (O), gazeux dans les conditions de température et de pression régnant sur Terre., éolienneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigéolienne [alias]

Voir : énergie éolienne., hydrogène décarbonéplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrogène décarboné

Dihydrogène utilisé comme vecteur d’une énergie sans émissions de dioxyde de carbone (CO2), produit au moyen d’une réaction chimique à partir d’une ressource énergétique primaire., oxydo-réduction, photovoltaïqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotovoltaïque [alias]

Voir : énergie photovoltaïque., rendementplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigrendement

Au sens strict, rapport entre deux valeurs exprimées dans la même unité (kg, watt, euro, etc.), caractérisant l’efficacité d’une transformation et ceci dans tous les domaines (biologie, physique, chimie, économie, etc.)..

L’hydrogène «jaune»

L’hydrogène jaune, plus spécifique à la France, est fabriqué par électrolyse comme l’hydrogène vert mais l’électricité provient essentiellement de l’énergie nucléaire.

L’hydrogène «blanc» ou « doré »

C’est l’hydrogène moléculaire déjà présent en l’état dans la nature qu’il faut extraire des strates géologiques. Des découvertes récentes montrent qu’il pourrait être en quantités importantes à grandes profondeurs. Il s’agit alors d’une source d’énergie primaire. Les autres formes d’hydrogène (voir ci-dessus) étant des formes d’énergies secondaires.

L’origine de cet hydrogène « blanc » peut être multifactorielle. Cet hydrogène moléculaire pourrait être le résultat de la présence, à la fois de molécules d’eau et de minéraux comme le fer. Leur contact, génèrerait des réactions d’oxydation du minéral et de réduction de l’eau, aboutissant à la production d’hydrogène (H₂) et d’oxydes de fer.

Les premières études laissent penser qu’il y aurait suffisamment d’hydrogène dans le monde pour approvisionner tous les projets d’énergie décarbonée.

Toutefois, les technologies nécessaires pour son extraction dans des conditions qui soient rentables sont en développement. En outre, les investissements pour toutes les infrastructures nécessaires à sa distribution et son utilisation sont considérables.

Voir : énergie primaireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigénergie primaire

Forme d’énergie disponible dans la nature avant toute transformation., énergie secondaireplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigénergie secondaire

Forme d’énergie obtenue par la transformation d’une énergie primaire., oxydationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigoxydation

Réaction chimique au cours de laquelle une espèce chimique (atome ou molécule) est oxydée par perte d’un ou de plusieurs électrons, perte pouvant être combinée à celle de protons (H+). L’espèce chimique réceptrice est dite réduite., réductionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigréduction

Réaction au cours de laquelle un corps chimique (atome ou molécule) reçoit un ou plusieurs électrons. Ce gain peut être combiné à celui de protons (H+). Classiquement, la perte d’oxygène par un composé chimique est aussi un cas de réduction..

Produire de l’hydrogène à partir de l’eau de mer

La technologie actuelle de l’électrolyse nécessite de l’eau pure, or celle-ci est une ressource disponible en quantité faible, et les quantités d’hydrogène nécessaires pour répondre aux besoins énergétiques sont considérables. Il n’est donc pas concevable d’utiliser de l’eau pure.

L’eau de mer est par contre abondante mais elle contient des ions chlorure (Cl^-) et ces ions négatifs peuvent corroder l’anode où l’oxygène doit être produit ; la production de l’hydrogène est donc diminuée et même bloquée. Mais aujourd’hui, une technique qui empêche l’eau de mer d’éroder le circuit a fait ses preuves expérimentalement. L’anode est entourée de différentes couches la protégeant des charges négatives (une des couches repousse les ions chlorure). L’anode ainsi protégée voit sa durée de vie passer de 12 heures à 1 000 heures. Il faut maintenant que la technique soit transférée au niveau industriel.

Par contre, la désalinisation de l’eau de mer est une opération qui a un coût élevé qui s’ajoute à celui de l’électrolyse. Toutefois, en 2023, en France, un prototype teste en mer cette méthode (voir l’entrée « énergie éolienne »).

Voir : désalinisationplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue, énergie éolienneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigénergie éolienne

Énergie fournie par un dispositif (éolienne) convertissant l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique, celle-ci pouvant être transformée en électricité..

Disponibilité et stockage

Aspects techniques du stockage

Alors que l’électricité ne peut être stockée facilement, le dihydrogène (H₂) peut l’être, même si de nombreux problèmes technologiques doivent encore être résolus.

Très léger (0,1 g/l), l’hydrogène est un gaz qui prend beaucoup de place à la pression atmosphérique. Un plein de 5 kg occupe 50 000 litres ! Pour être stocké, l’hydrogène doit donc être compressé, ou liquéfié ou encore stocké dans des matériaux par les liens chimiques ou physiques.

La liquéfaction exige de maintenir le gaz à – 253 °C, avec une compression à 700 bars. Cette compression exige des réservoirs capables de tenir la pression et qui sont donc lourds.

Deux autres voies sont prometteuses mais elles exigent la mise au point de nouveaux matériaux à haute capacité de stockage à la manière d’une éponge, puis de le relâcher en le chauffant. Seuls quelques prototypes existent.

Voir : barplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbar

1 bar = 105 pascals., pression atmosphériqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpression atmosphérique [alias]

Voir : pression..

Interrogation sur les fuites éventuelles

Des chercheurs ont montré que lorsque l’hydrogène se retrouve dans l’atmosphère, il peut perturber l’équilibre des gaz à effet de serre, et notamment ralentir la dégradation du méthane, et donc avoir une influence indirecte sur le réchauffement climatique. Les fuites qui seront associées à la filière de production de l’hydrogène et à son utilisation, sont à surveiller et à évaluer pour éviter que les bénéfices climatiques ne soient pas inférieurs aux impacts négatifs sur le climat. Rien n’est simple !

Disponibilité

Puisqu’il est possible de le stocker, il n’est pas nécessaire de produire l’hydrogène en continu contrairement aux éoliennes et aux installations solaires qui ne produisent pas d’électricité lorsqu’il n’y a, respectivement, pas de vent, et pas de soleil.

En outre, lorsque les énergies éolienne et solaire produisent plus d’électricité que la quantité consommée et que le réseau est excédentaire, le surplus peut être utilisé pour dissocier l’eau grâce à un électrolyseur, afin de produire de l’hydrogène.

Enfin, grâce à une pile à combustible, l’hydrogène stocké peut alors fournir un appoint énergétique dans les périodes d’arrêt du solaire et de l’éolien et/ou lorsque la demande d’électricité est plus forte et que le réseau est déficitaire.

Voir : énergieplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigénergie

Capacité d’un corps ou d’un système à produire un travail ou à élever une température., pile à combustibleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue.

Distribution de l’hydrogène

Le dihydrogène peut être injectés dans le réseau de gaz naturel. Pour les premiers essais, l’apport en hydrogène est de 6 %, et pourra atteindre 20 à 30 %. La démarche est identique à celle adoptée pour les agrocarburants, pour lesquels l’huile (biodiesel) ou le bioéthanol produits par la filière agricole sont mélangés à du carburant d’origine fossile, dans un pourcentage limité.

Utilisation de l’hydrogène dans des synthèses chimiques

Le dihydrogène est utilisé dans de nombreux procédés chimiques :

désulfurisation des combustibles fossiles : près de la moitié de la production de dihydrogène est utilisée dans l’industrie pétrolière pour désulfurer les combustibles fossiles. En effet, le soufre contenu dans ces derniers, se transforme en dioxyde de soufre (SO₂) lors de la combustion, or ce dernier est écotoxique (il contribue aux pluies acides) et il est fortement irritant pour les voies respiratoires. L’industrie de raffinage doit donc retirer le soufre des combustibles avant leur distribution
production d’engrais : une part importante de son utilisation est la fabrication d’ammoniac (NH₃), composant de base dans l’industrie des engrais. L’ammoniac est produit par la réaction de l’azote de l’air avec de l’hydrogène, à haute pression (200-400 bars) et température (450 °C) ;
production d’un gaz de synthèse : à partir de dioxyde de carbone (CO₂) produit par la filière sidérurgique et séquestré, l’hydrogène peut être utilisé pour produire du méthane (CH₄) de synthèse et utilisé dans le réseau. Certes, le carbone retourne ensuite à l’atmosphère, mais avec un bilan moins mauvais que s’il avait été rejeté directement dans l’atmosphère, puisqu’il a permis d’utiliser un surplus d’énergie renouvelable ;
production de méthanol.

Voir : ammoniacplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigammoniac

Molécule composée d’un atome d’azote (N) et de trois atomes d’hydrogène (H), de formule chimique NH3, existant à l’état gazeux dans les conditions de température et de pression qui règnent sur Terre., atmosphèreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigatmosphère

Enveloppe gazeuse qui entoure la Terre, mais également plusieurs corps célestes., azoteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigazote

Élément chimique de symbole N, ou nom donné ordinairement au gaz (N2), corps simple dont les molécules sont constituées de deux atomes (diazote)., barplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbar

1 bar = 105 pascals., carboneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcarbone

Élément chimique de symbole C se présentant sous forme de corps simples, purs, cristallisés (diamant, graphite) ou non (fullerènes)., combustible fossileplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcombustible fossile

Résultat de la transformation de la matière organique accumulée à l‘échelle des temps géologiques, libérant par combustion une quantité importante de chaleur et de dioxyde de carbone (CO2)., engraisplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigengrais

Matière mélangée aux sols pour leur conserver ou leur apporter des qualités (physiques ou chimiques) favorables à la croissance des plantes., méthaneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigméthane

Corps composé, dont les molécules sont formées de l’association d’un atome de carbone et de quatre atomes d’hydrogène (de formule CH4), gazeux dans les conditions de température et de pression qui règnent sur Terre., méthanolplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue, natureplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignature

Au sens commun, c’est l’ensemble des milieux (atmosphère, hydrosphère, lithosphère) incluant ou non des organismes vivants., pétroleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpétrole

Roche liquide riche en carbone, huileuse et combustible., pluie acideplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue, soufreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsoufre

Élément chimique de numéro atomique 16 (nombre de protons), de symbole S..

Production d’électricité par les piles à hydrogène

L’hydrogène peut être utilisé pour produire de l’électricité par :

combustion : la réaction d’oxydo-réduction se fait au sein d’une pile à combustible ;
par sa décomposition en protons et électrons : la coupure (lyse) de la molécule d’hydrogène (H₂) se fait grâce à une enzyme d’origine bactérienne. Il n’y a pas de combustion. Les électrons alimentent le circuit électrique. Les premiers résultats montrent que le système permet d’utiliser l’hydrogène présent l’atmosphère, c’est-à-dire à une très faible teneur. Le procédé n’en est qu’au tout début de son développement et doit encore prouver son efficacité !

Voir : pile à hydrogèneplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue.

Réflexion pédagogique

Il est très intéressant de comparer la production d’hydrogène (H₂) et d’oxygène (O₂) par électrolyse, à la conversion énergétique que réalise la photolyse de l’eau au cours de la photosynthèse, avec un découpage de la molécule d’eau, en électrons, protons et dioxygène et, en fin de photosynthèse, la production de molécules organiques riches en énergie.

Voir : molécule organiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue, photolyseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotolyse

Décomposition chimique sous l’effet de la lumière., photosynthèseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigphotosynthèse

Fonction de tous les organismes chlorophylliens assurant la synthèse des glucides, à partir d’eau et de dioxyde de carbone (CO2), avec la lumière pour source d’énergie..

Remarque linguistique et/ou historique

Jules Vernes dans « «L’île mystérieuse” paru en 1875, cinq personnages sont échoués sur une île inconnue, l’ingénieur Cyrus Smith dit : “Oui mes amis, je crois que l’eau sera un jour employée comme combustible, que l’hydrogène et l’oxygène, qui la constituent, utilisés isolément ou simultanément, fourniront une source de chaleur et de lumière inépuisables et d’une intensité que la houille ne saurait voir”. J. Vernes est sidérant !

On se reportera à la rubrique « Remarque linguistique et/ou historique » de l’entrée « Plancher océanique » où se trouve une citation prise dans « Vingt mille lieues sous les mers », paru en 1870, du même J. Vernes.