Le nerf de la guerre dans la production d'hydrogène vert, c'est le rendement ! Pour industrialiser les procédés, il faudrait en premier lieu qu'ils soient plus rentables. Or, jusqu'ici, la production d'hydrogène vert, qui se fonde par exemple, sur une électrolyse de l'eau (le procédé électrolytique qui décompose l'eau (H2O) en dioxygène et dihydrogène gazeux grâce à un courant électrique), est extrêmement coûteuse pour le rendement engendré. En parallèle, les électrolyseurs utilisés dans les unités de fabrication d'hydrogène sont, à ce jour, très souvent composés de platine et d'iridium, des métaux à la fois rares et chers, mais qui permettent d'obtenir une bonne rentabilité.

« Rajouter le marché de l'hydrogène sur l'extraction des métaux rares qui est déjà fortement impacté par l'augmentation de l'utilisation de nos écrans et de nos smartphones, était forcément une voie sans issue », explique Sébastien Le Pollès, président de Gen-Hy. La startup française, composée d'une quinzaine de chercheurs, conçoit et fabrique depuis 2019, des solutions énergétiques intégrant des technologies capables d'exploiter l'énergie de l'hydrogène que ce soit pour la mobilité, le stockage, l'approvisionnement énergétique ou le nettoyage de moteurs de grande capacité. Sur le marché mondial, Gen-Hy se situe actuellement parmi les huit fabricants de membranes AEM (Anion Exchange Membrane), soit ce qui permet le transfert d'énergies, dont trois seulement sont implantés en Europe. Gen-Hy fait également partie des deux seuls fabricants d'électrodes alcalines dans le monde.

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Un cap a été franchi

Après trois ans de R&D et plusieurs millions d'euros investis, les chercheurs de la startup, spécialisée dans l'optimisation des procédés d'électrolyse depuis 15 ans, viennent de trouver - pour l'instant encore à l'échelle de laboratoire - une nouvelle formulation de catalyseurs haute performance à base de nanoparticules de nickel, un métal abondant et bon marché, cette fois.

Gen-Hy remplace ainsi le platine et l'iridium, des métaux rares et chers, couramment utilisés dans les catalyseurs. Cette solution sans métaux rares est également plus rentable puisqu'elle permet de maintenir, voire d'augmenter les performances obtenues avec les métaux rares. « Nous avons franchi un cap en permettant de s'affranchir de ces matériaux rares pour avancer vers un marché viable sur le long terme », précise Sébastien Le Pollès. Gen-Hy atteint des rendements de plus de 85% avec une quantité de production d'hydrogène de 518 kg/jour pour 1 Mégawatt (MW) consommé alors que la moyenne du marché se situe à 65% de rendement pour 395 kg/jour d'hydrogène produit. Selon l'entrepreneur, « aujourd'hui, aucune société sur le marché n'a encore réussi à se passer des métaux rares avec des rendements aussi importants ». Des dépôts de brevets sont en cours.

En route vers l'industrialisation

Avec cette nouvelle solution et sa future usine implantée en Franche-Comté, la startup française est désormais armée pour enclencher l'industrialisation de l'hydrogène vert prévue pour 2024. L'usine aura une capacité annuelle de production de 100 MW d'électrolyseurs à membrane à échange d'anions, potentiellement extensibles jusqu'à 300 MW. Elle vise les marchés à haut rendement tels que l'industrie, la mobilité, le power to gaz connecté aux éoliennes et photovoltaïque, pour produire de l'hydrogène directement depuis la source renouvelable.

En attendant l'inauguration de cette usine très prometteuse, Gen-Hy produit déjà depuis décembre 2021, des membranes AEM, dans son unité de production d'Orly, la première de ce type créée en France. Elle permet à la startup de proposer une gamme de petits électrolyseurs alcalins d'une capacité d'environ 200 kw d'hydrogène par jour. « Ces petits modules permettent à chaque industriel et à chaque station-service d'avoir son propre électrolyseur sur site, évitant les transports et la logistique », précise Sébastien Le Pollès. Quand la plupart des autres industriels se situent, eux, plutôt sur des marchés de gigafactory avec des grandes unités de production d'hydrogène et continuent de vendre aux kilogrammes d'hydrogène consommés par le client.