La production d’hydrogène par énergie solaire est désormais une réalité grâce à ce nouveau procédé électrochimique

Notamment, la création d’énergie propre peut être une tâche difficile qui, dans certains scénarios, réduit considérablement l’avantage de son utilisation en premier lieu.

Solar-powered hydrogen production has been a goal of engineers for decades, but the task has proven expensive and very difficult to complete, causing the science to fall behind other ways to produce green energy, such as solar and geothermal options.

La production d’hydrogène à partir de l’énergie solaire est un objectif des ingénieurs depuis des décennies, mais la tâche s’est avérée coûteuse et très difficile à réaliser, ce qui a amené la science à prendre du retard sur d’autres moyens de produire de l’énergie verte, tels que les options solaires et géothermiques.

This month marks a major development in this research as a team of engineers based out of the EU introduced an electrochemical plastic recycling process that produces hydrogen as a clean byproduct. Here's what you need to know

Ce mois-ci marque un développement majeur dans cette recherche puisqu'une équipe d'ingénieurs basée dans l'UE a introduit un processus de recyclage électrochimique du plastique qui produit de l'hydrogène comme sous-produit propre. Voici ce que vous devez savoir

Notably, creating clean energy can be a difficult task that, in some scenarios, heavily reduces the advantage of using it in the first place. Systems like solar panels and wind farms can cost a lot to set up, monitor, and maintain. Additionally, they require lots of space and often rely on older manufacturing methods that aren't green to produce. This research seeks to transform this paradigm, keeping the production methods and strategies in line with the overall goal of achieving clean energy.

Notamment, la création d’énergie propre peut être une tâche difficile qui, dans certains scénarios, réduit considérablement l’avantage de son utilisation en premier lieu. Les systèmes tels que les panneaux solaires et les parcs éoliens peuvent coûter très cher à installer, à surveiller et à entretenir. De plus, ils nécessitent beaucoup d’espace et s’appuient souvent sur des méthodes de fabrication plus anciennes qui ne sont pas écologiques à produire. Cette recherche vise à transformer ce paradigme, en gardant les méthodes et stratégies de production en phase avec l’objectif global de parvenir à une énergie propre.

Plastic Waste

Déchets plastiques

Levels of plastic waste have hit historic proportions globally. Already in 2024, analysts predict 220M tonnes of plastic waste will be produced. Sadly, only around 10% of this waste will ever make it to a recycling plant. Consequently, the remaining 90% of waste sits in landfills, waterways, and on city streets.

Les niveaux de déchets plastiques ont atteint des proportions historiques à l’échelle mondiale. Déjà en 2024, les analystes prévoient que 220 millions de tonnes de déchets plastiques seront produites. Malheureusement, seulement 10 % environ de ces déchets seront acheminés vers une usine de recyclage. Par conséquent, les 90 % restants des déchets se retrouvent dans les décharges, les cours d’eau et dans les rues des villes.

Could Get Worse

Cela pourrait empirer

According to environmentalists and researchers, the plastic waste dilemma is only going to get worse in the coming years. For one, every year provides improved production capacity, resulting in more use and waste.

Selon les environnementalistes et les chercheurs, le dilemme des déchets plastiques ne fera que s’aggraver dans les années à venir. D’une part, chaque année améliore la capacité de production, ce qui entraîne davantage d’utilisation et de gaspillage.

Plastic Dangers Intensify

Les dangers du plastique s’intensifient

Over time, plastic breaks down into harmful byproducts that can result in health issues like cancer and antibiotic resistance, in addition to the obvious environmental impacts. Tiny plastic pollutants have been found in the food chain.

Au fil du temps, le plastique se décompose en sous-produits nocifs qui peuvent entraîner des problèmes de santé comme le cancer et la résistance aux antibiotiques, en plus des impacts environnementaux évidents. De minuscules polluants plastiques ont été découverts dans la chaîne alimentaire.

Notably, a large portion of this plastic waste includes polystyrene, which is the product that engineers targeted for their carbon recycling strategy that led them to the solar-powered hydrogen production strategy.

Notamment, une grande partie de ces déchets plastiques comprend du polystyrène, qui est le produit ciblé par les ingénieurs pour leur stratégie de recyclage du carbone qui les a conduits à la stratégie de production d’hydrogène à l’énergie solaire.

Carbon Recycling Seeks to Reduce Waste

Le recyclage du carbone cherche à réduire les déchets

There are currently many different recycling methods available to help reduce waste. One of the most celebrated and effective is carbon recycling. This strategy revolves around breaking down waste and using it to create new materials that can then be used in other manufacturing processes.

Il existe actuellement de nombreuses méthodes de recyclage différentes pour contribuer à réduire les déchets. L’un des plus célèbres et des plus efficaces est le recyclage du carbone. Cette stratégie consiste à décomposer les déchets et à les utiliser pour créer de nouveaux matériaux pouvant ensuite être utilisés dans d’autres processus de fabrication.

The goal of carbon recycling is to eliminate waste one day by transforming useless plastic waste and giving it new life in the form of early-stage industrial material. Here are the most common types of carbon recycling in use today.

L’objectif du recyclage du carbone est d’éliminer un jour les déchets en transformant les déchets plastiques inutiles et en leur donnant une nouvelle vie sous la forme d’un matériau industriel en démarrage. Voici les types de recyclage du carbone les plus couramment utilisés aujourd’hui.

Electrochemical Degradation

Dégradation électrochimique

Electrochemical degradation uses a mix of certain chemicals and varying electrical charges to separate and create new chemical bonds within the waste plastic. This method requires a lot of electricity to successfully break down the chemical bonds and leave smaller, more useful molecules.

La dégradation électrochimique utilise un mélange de certains produits chimiques et de charges électriques variables pour séparer et créer de nouvelles liaisons chimiques au sein des déchets plastiques. Cette méthode nécessite beaucoup d’électricité pour réussir à briser les liaisons chimiques et laisser des molécules plus petites et plus utiles.

Biodegradation

Biodégradation

Biodegradation is another form of carbon recycling that has grown in popularity over the last few years. This method incorporates living organisms like fungi and bacteria.  These microorganisms feed off plastic waste on a molecular level which releases the carbon and oxygen molecules.

La biodégradation est une autre forme de recyclage du carbone qui a gagné en popularité ces dernières années. Cette méthode intègre des organismes vivants comme des champignons et des bactéries. Ces micro-organismes se nourrissent de déchets plastiques au niveau moléculaire, ce qui libère des molécules de carbone et d'oxygène.

This approach has the advantage of not requiring massive amounts of electricity or dangerous chemicals. However, it can be slow, and there is no way to fully determine how long the breakdown process will take as environmental conditions and other factors could affect the microorganism's performance.

Cette approche présente l’avantage de ne pas nécessiter de grandes quantités d’électricité ni de produits chimiques dangereux. Cependant, cela peut être lent et il n'existe aucun moyen de déterminer pleinement combien de temps prendra le processus de dégradation, car les conditions environnementales et d'autres facteurs pourraient affecter les performances du micro-organisme.

Thermal Decomposition

Décomposition thermique

Thermal decomposition utilizes heat to break down the molecular bonds and free up carbon molecules using a process called pyrolysis. This method generates heat, steam, and electricity, which can be used to offset manufacturing requirements. Thermal decomposition provides low emissions, reduces air pollutants, and can produce bio-oil, carbon fibers, and many other valuable products.

La décomposition thermique utilise la chaleur pour rompre les liaisons moléculaires et libérer les molécules de carbone à l'aide d'un processus appelé pyrolyse. Cette méthode génère de la chaleur, de la vapeur et de l’électricité, qui peuvent être utilisées pour répondre aux exigences de fabrication. La décomposition thermique génère de faibles émissions, réduit les polluants atmosphériques et peut produire de la biohuile, des fibres de carbone et de nombreux autres produits précieux.

Hydrogen from Solar Panels Study

Étude sur l'hydrogène provenant des panneaux solaires

This month a team of engineers from Friedrich Wöhler Research Institute for Sustainable Chemistry in Göttingen published a study in the journal Angewandte Chemie, detailing a new electrochemical process that requires minimal energy and doesn't produce any harmful byproducts.

Ce mois-ci, une équipe d'ingénieurs de l'Institut de recherche Friedrich Wöhler pour la chimie durable à Göttingen a publié une étude dans la revue Angewandte Chemie, détaillant un nouveau processus électrochimique qui nécessite un minimum d'énergie et ne produit aucun sous-produit nocif.

The method relies on a process known as Iron electrocatalysis, which stimulates the materials and aids in degradation. The study specifically reviews using an electrocatalytic method to provide a more efficient degradation of polystyrenes. The engineers successfully proved that converting waste plastic into industrial material like monomeric benzoyl products was possible, creating hydrogen as a bi-product along the way.

La méthode repose sur un processus connu sous le nom d’électrocatalyse du fer, qui stimule les matériaux et facilite leur dégradation. L'étude examine spécifiquement l'utilisation d'une méthode électrocatalytique pour assurer une dégradation plus efficace des polystyrènes. Les ingénieurs ont réussi à prouver qu’il était possible de convertir des déchets plastiques en matériaux industriels tels que des produits benzoyle monomères, créant ainsi de l’hydrogène comme sous-produit.

Test

Test

The testing began with engineers attempting to convert plastic waste on a gram scale. Specifically, the team created an iron porphyrin complex that could cycle between different oxidation steps, enhancing the polystyrene degradation process.

Les tests ont commencé avec des ingénieurs tentant de convertir les déchets plastiques à l’échelle du gramme. Plus précisément, l’équipe a créé un complexe de porphyrine de fer capable de passer d’une étape d’oxydation à l’autre, améliorant ainsi le processus de dégradation du polystyrène.

Results

Résultats

The testing proved that the researchers could successfully create hydrogen using this method alongside a host of other helpful industrial materials, such as benzoic acid, which is found in many preservatives, and benzaldehyde. Notably, they had not set out to produce hydrogen at all but rather to showcase the efficiency of their low-energy carbon recycling method.

Les tests ont prouvé que les chercheurs pouvaient réussir à créer de l'hydrogène en utilisant cette méthode ainsi qu'une multitude d'autres matériaux industriels utiles, tels que l'acide benzoïque, présent dans de nombreux conservateurs, et le benzaldéhyde. Notamment, ils n’avaient pas du tout pour objectif de produire de l’hydrogène mais plutôt de démontrer l’efficacité de leur méthode de recyclage du carbone à faible consommation d’énergie.

Benefits

Avantages

There are a lot of different benefits that this research brings to the markets. For one, the process is entirely Iron-based. Iron isn't rare and can be found all over the world. This readily available ingredient is easy to obtain, inexpensive, and available in mass quantities.

Cette recherche apporte de nombreux avantages différents aux marchés. D’une part, le processus est entièrement à base de fer. Le fer n’est pas rare et on le trouve partout dans le monde. Cet ingrédient facilement disponible est facile à obtenir, peu coûteux et disponible en quantités massives.

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