L’Homo technologicus a un rituel : à tous les soirs, il branche son téléphone, intelligent ou non, pour en recharger la pile ; Ce geste routinier ne serait plus nécessaire si l’appareil était alimenté par une pile à combustible.

En effet, il lui suffirait d’introduire une petite cartouche de combustible dans son téléphone et hop !, ce dernier pourrait être utilisé immédiatement.

Ana Tavares, professeure en électrochimie en Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS**, veut transformer ce phantasme technologique en réalité. Elle met au point de nouveaux électrolytes qui amélioreront les performances de piles à combustible fonctionnant avec du méthanol, un carburant peu coûteux.

Les piles à combustible ressemblent aux piles A, AA ou D qu’on achète au magasin du coin. Seule différence : elles ont besoin d’un apport constant en carburant pour fonctionner. Divers combustibles peuvent être utilisés : hydrogène, méthanol et éthanol, par exemple. « L’hydrogène est le carburant qui fournit le plus d’énergie au kilogramme, explique Ana Tavares, mais il vient avec un cortège de problèmes : il est cher à produire, difficile à stocker, en plus d’être très inflammable ».

Le méthanol est un carburant qui n’arrive pas loin derrière l’hydrogène en termes de ratio énergie stockée/volume élevé. Une pile au méthanol pourrait fournir, au besoin, une plus grande autonomie que les piles actuelles grâce à sa capacité de recharge instantanée. Autre avantage : le méthanol est un liquide qui se transporte aisément, sans trop de risque d’explosion. Finalement, « on peut le produire facilement à partir de gaz naturel ou de plantes », note la professeure.

Pour l’instant, les piles à combustible au méthanol n’offrent pas énormément de puissance, mais comme elles emmagasinent beaucoup d’énergie dans de très petits volumes, elles pourraient surtout servir à alimenter des ordinateurs portables, des caméras numériques ou des blocs d’alimentation. Entourée de son équipe, Ana Tavares tente de surmonter divers problèmes techniques pour faire des piles alimentées au méthanol un produit commercialisable au même titre que les piles courantes.

Comme une passoire

Mais comment fonctionne une pile à combustible ? Rappelons d’abord qu’une pile est constituée de deux électrodes, l’anode et la cathode, séparées par un électrolyte. Dans une pile à combustible, le carburant pénètre par l’anode. Là, les molécules de combustible se voient arracher des électrons. Les espèces restantes ? ou protons ? migrent dans l’électrolyte jusqu’à la cathode, où elles réagissent avec l’oxygène de l’air. À partir de ce déplacement de charges, on crée un courant électrique dans un fil pouvant alimenter un appareil quelconque.

Il existe déjà sur le marché des piles à combustible au méthanol. L’électrolyte y est constitué d’un polymère appelé Nafion(r). « Ce polymère a la particularité de former des canaux à travers lesquels les protons vont voyager, explique Ana Tavares. Le problème, c’est qu’ils laissent aussi passer le combustible. » Si l’anode était pleinement efficace, tout le combustible y serait oxydé, ou « brûlé ». Or, ce n’est pas le cas : l’excès de carburant fait chuter la tension de la pile et réduit son efficacité. Ce problème, connu sous le nom de perméation (ou crossover en anglais), fait couler beaucoup d’encre dans la littérature scientifique.

Une des approches pour tenter de résoudre cet obstacle inhérent au Nafion(r) est d’y injecter des matériaux qui agissent comme « bouche-trous », et ce, dans le but de « créer des tortuosités dans les canaux pour empêcher le méthanol de passer. » Le hic, c’est que ces matériaux nuisent aussi au passage des protons.

[ Une membrane en polymère dont les pores microscopiques ne laissent pas passer le méthanol ]

Dans son laboratoire, Ana Tavares a développé un matériau dont la structure microscopique ressemble à une passoire… en trois dimensions ! Ces oxydes naturels, cette fois beaucoup plus abondants, permettent la formation de pores dans le polymère. « Au lieu d’avoir des canaux, on a plein de petits trous dont on peut changer la dimension pour laisser passer l’eau et les protons, mais pas le méthanol », s’enthousiasme-t-elle. Actuellement, les protons s’y déplacent plus lentement que dans les canaux du Nafion(r), et la conductivité est encore réduite, donnant une pile moins performante. L’équipe optimise maintenant les propriétés de ces matériaux pour rendre la pile plus conductrice.

[ Un spaghetti produit par l'extrudeur ]

En plus d’être fascinante, la méthode de fabrication de ces membranes est écologique. Elle fait intervenir un appareil appelé extrudeur qui, en raison de la nature des travaux d’Ana Tavares, possède un revêtement spécial résistant aux matériaux très acides. Il faut d’abord mélanger le polymère et les oxydes, tous deux sous forme d’une poudre, puis on les introduit dans la machine. « Le polymère va y fondre, les poudres vont se mélanger et passer par un orifice, ce qui va former un fil », explique-t-elle. Le spaghetti qui en ressort est ensuite moulé pour former la membrane. Aucun solvant n’a été utilisé ? des substances souvent toxiques et employées en chimie pour faciliter les réactions.

À quand les piles au combustible pour alimenter les nombreux gadgets électroniques qui font partie de notre quotidien ? Nul ne le sait encore avec certitude, mais Ana Tavares croit dur comme fer que les batteries traditionnelles devront un jour à se frotter à un concurrent féroce, les piles au méthanol. ?

Au moment où le paysage énergétique mondial se redessine, le danois Vestas a annoncé avoir installé une capacité globale de 50 GW dans l’énergie éolienne, soit l’équivalent de 46.000 éoliennes ou encore près d’un cinquième de la capacité mondiale totale.

Ce chiffre permet de générer assez d’énergie renouvelable pour alimenter 9 millions de ménages européens ou d’éviter l’émission annuelle de 55 millions de tonnes de CO2.

Le seuil des 50 GW a été atteint au premier trimestre 2012, avec l’achèvement du projet de Knäred, un parc éolien dans la municipalité de Laholm dans le sud de la Suède. Knäred est un projet de 10 turbines V90-2.0 MW initié par le groupe énergétique allemand E.ON, qui fournira assez d’énergie pour environ 10.000 foyers suédois.

“Les énergies renouvelables sont une pierre angulaire de la stratégie commerciale de E.ON“, a expliqué Mark Porter, le Directeur pour le Nord de l’Europe de E.ON Onshore. “Nous avons investi plus de 7 milliards d’euros dans les énergies renouvelables au cours des cinq dernières années et nous allons investir 7 milliards d’euros supplémentaires au cours des cinq prochaines années. Knäred est un excellent exemple de notre orientation vers des fermes éoliennes onshore de grande qualité“.

A partir de la fin des années 1970, quand Vestas a commencé à produire des éoliennes, l’énergie éolienne a commencée à être perçue comme une source d’énergie alternative à une énergie dominante et à faire partie du mix énergétique moderne.

La fabrication des éoliennes a augmenté sensiblement en même temps que les innovations technologiques ont entraîné une augmentation de la productivité et la fiabilité. L’énergie éolienne est progressivement devenue de plus en plus compétitive face aux combustibles fossiles comme l’ensemble du secteur travaille à faire baisser le coût de l’énergie pour les clients.

Poussé par l’innovation Ditlev Engel, le PDG de Vestas, a déclaré que les 50 GW démontrent clairement la capacité et la maturité de l’industrie éolienne. “Quand l’industrie éolienne a débuté il y a trente ans, personne n’aurait pu prédire la vitesse considérable des avancées technologiques qui ont entraîné la croissance de Vestas et de l’industrie éolienne dans son ensemble,” a t-il précisé.

“L’industrie éolienne fournit aujourd’hui une source d’énergie durable, fiable et compétitive pour des millions de personnes à travers le monde. Chez Vestas, nous sommes fiers d’avoir été un pionnier de l’industrie, et d’avoir mis, durant trente ans, sa connaissance, son expérience et sa passion pour atteindre 50GW installés, qui font une réelle différence pour notre planète et ses habitants” a conclu Ditlev Engel.

Source : Enerzine

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Source : Energie éolienne et Environnement

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Mardi 2 novembre, la Corée du Sud a annoncé qu’elle allait construire un parc éolien offshore de 500 turbines (2.500 MW) au large de la côte ouest du territoire d’ici 2019, afin de développer davantage les énergies renouvelables.

“Des entreprises comme Hyundai Heavy Industries ou encore Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering sont parties prenantes pour intervenir dans le projet éolien d’une valeur de 5,8 milliards d’euros“, a déclaré dans un communiqué le ministère de l’économie et de la connaissance.

“Compte tenu de la rareté des terrains dans notre pays, les parcs éoliens offshores causent moins de dommages à l’environnement et provoquent moins de plaintes de la part des résidents, tout en étant une source d’énergie beaucoup plus prometteuse que leurs homologues terrestres” a t’il ajouté.

Le gouvernement coréen injectera 29 milliards de wons dans ce projet, tandis que les investisseurs privés financeront le reste.

L’Asie est la quatrième économie au monde à importer ses besoins en énergie de l’étranger. Elle entend réduire sa dépendance vis à vis des combustibles fossiles en diversifiant ses sources d’énergies.

La marine américaine a testé vendredi dernier la propulsion d’une vedette rapide (canonnière) de 49ft (15 mètres) avec dans son réservoir du biocarburant à base d’algues et de diesel.

Les essais réalisés avec succès sur la base navale américaine de Norfolk, en Virginie, font partie d’un effort global de la Marine US visant à approvisionner d’ici à 2020 sa flotte pour moitié, en un mélange de carburants renouvelables et pour l’autre en combustibles nucléaires.

Actuellement, le nucléaire couvre une proportion moindre – environ 16% – dans le poste énergie, le solde étant fournit par des sources conventionnelles (pétrole, gaz).

La marine US prévoit par ailleurs de lancer en 2012 sa première force mobile verte, une unité composée d’environ 10 bâtiments navals (navires et sous-marins) et avions fonctionnant sur un mixte énergétique, en biocarburants et en énergie nucléaire, pour un déploiement réel en 2016.

Des chercheurs de l’Université de Purdue participent à un programme de recherche dirigé par l’Université de l’Etat de l’Iowa visant à créer des algues génétiquement modifiées pour la production de biodiesel.

“Actuellement, les hydrocarbures tels que le diesel et l’essence nécessitent dans leur fabrication un traitement chimique complexe. Ils sont constitués principalement de combustibles fossiles en voie d’épuisement, alors que les algues utilisent le procédé de photosynthèse unicellulaire et constituent en soi une ressource renouvelable“, a déclaré John Morgan, Professeur agrégé de génie chimique à l’Université de Purdue.

Le travail des chercheurs se concentre sur la création d’algues qui produisent plus de lipides. L’exploitation des algues et de l’énergie solaire permet de produire des lipides à partir du dioxyde de carbone, présent dans l’atmosphère.

“Les algues stockent désormais une partie de leur carbone sous forme de lipides, mais pas suffisamment pour être utile à la production de biodiesel“, a indiqué J. Morgan. “Nous avons besoin de les modifier génétiquement pour augmenter la quantité de lipides.”

Le projet qui s’étale sur une durée de trois ans est financé grâce à une subvention de plus de 4 millions de dollars provenant du département américain de l’énergie.

Les algues sont cultivées dans un “bioréacteur” du laboratoire de J. Morgan, plus précisément dans la salle Forney de génie chimique. L’objectif est de réaliser la photosynthèse des algues rien qu’en utilisant la lumière pour convertir le dioxyde de carbone en une variété de produits, dont les lipides.

“Le dioxyde de carbone est dirigé dans plusieurs directions afin de générer divers produits. Nous essayons de maximiser la voie qui mène au stockage spécifique des lipides“, a détaillé J. Morgan. “Nous voulons maximiser l’accumulation de lipides, qui pourra être recueillie et transformée en biodiesel“.

Le groupe a créé des cartes de flux qui révèlent la rapidité de réactions ainsi que de nombreuses “voies métaboliques” à l’intérieur des algues, des informations qui devraient permettre aux ingénieurs de stocker davantage de lipides.

D’autres chercheurs mettent l’accent sur la création d’algues qui poussent à des températures plus élevées. En effet, une température élevée a pour conséquences de tuer les contaminants qui entravent la croissance des algues. D’autres travaux se concentrent sur l’augmentation de “l’assimilation du dioxyde de carbone”, l’une des nombreuses étapes qui mène au stockage des lipides.

lesindiscrets.com

18000 milliards pour les énergies renouvelables
lesindiscrets.com
Pour délaisser les combustibles fossiles et faire en sorte que 95% de l’énergie mondiale provienne des énergies renouvelables en 2050, il faudrait investir …

]]> http://energies-vertes.info/18000-milliards-pour-les-energies-renouvelables-lesindiscrets-com.html/feed 0 http://energies-vertes.info/brachypodium-et-bio-combustibles.html http://energies-vertes.info/brachypodium-et-bio-combustibles.html#comments Thu, 21 Jan 2010 12:05:00 +0000 energies renouvelables Une petite herbe appelée Brachypodium serait d’une grande aide pour la recherche sur les combustibles organiquesBrachypodium disachyon, une petite herbe violette des régions tempérées fait avancer la recherche sur les bioénergies. John Vogel et Yong Gu, deux chercheurs du service de recherche agronomique (ARS) du laboratoire de recherche d’Albanie en Californie, vont accélérer la recherche sur les bioénergies grâce à la réussite de la transformation génétique de Brachypodium d…La suite sur le site.