La technologie d'électrolyse de l'eau transforme l'eau de mer en hydrogène vert

En 2010, Brian Gilman, directeur créatif à New York, a décidé d'explorer l'électrolyse de l'eau. "Je suis né avec un cas grave d'asthme qui, au fil des ans, avait marqué une grande partie de ma capacité pulmonaire en raison de la qualité de l'air", a-t-il expliqué. À l'époque, Gilman s'intéressait à la partie productrice d'oxygène de l'électrolyse de l'eau.

Spencer Teplin, l'ami de longue date de Gilman, a développé une flotte de voitures biodiesel alimentées par des huiles végétales usagées provenant de restaurants locaux. Ensemble, ils ont discuté des avantages de l'énergie propre et de la production d'oxygène produite par l'électrolyse de l'eau. Gilman et Teplin ont formé Gilman Industries LLC en 2011, après qu'un collègue de l'industrie de l'électrolyseur ait pensé que leurs idées étaient justifiées.

En octobre 2011, après avoir généré de nombreuses itérations, Gilman et Teplin ont créé leur premier électrolyseur à membrane électrolyte polymère (PEM) basé sur une conception traditionnelle. Ils ont rapidement réalisé que cette technologie d'électrolyse de l'eau était coûteuse, difficile à faire fonctionner et difficile à entretenir, nécessitant des pressions parfaites et de l'eau déminéralisée.

Leur ami, le Dr Katsuhiko Hirose, a déclaré: "L'électrolyseur commun est construit plus comme une maison et moins comme un appareil."

Gilman et Teplin sont retournés à la planche à dessin et ont conçu un nouvel électrolyseur basé sur trois principes.

La première étape consistait à utiliser des eaux courantes, telles que l'eau du robinet, les eaux usées et, surtout, l'eau de mer, qui contient exponentiellement plus de micro-siemens que l'eau déminéralisée.

Ensuite, au lieu d'utiliser des métaux exotiques comme le platine et l'iridium, Gilman et Teplin ont utilisé des polymères électroconducteurs pour réduire l'encrassement et l'oxydation. Leurs recherches les ont conduits à un polymère unique avec une longévité, qui a remplacé les électrodes de platine et leur a survécu 13 fois. Ils ont demandé à leur fabricant de polymères de personnaliser une version pour leur électrolyseur.

Gilman a rappelé : « Des tests rudimentaires nous ont impressionnés par sa capacité à électrolyser plusieurs sources d'eau sans encrassement. Nous avons utilisé un polymère similaire pour notre technologie de séparation. Nous avons constaté qu'il était récupérable et recyclable. Comme le polymère peut être modifié, toute innovation peut utiliser les mêmes moules d'injection.

Le principe final est que la plupart d'Evolve™ est moulable par injection ; produire une unité du moulage à l'assemblage, en seulement deux heures. Contrairement aux électrolyseurs PEM métalliques produits par CNC, le coût de production d'Evolve diminue à chaque génération et ne semble pas avoir de plancher quant à la rentabilité de sa production.

Gilman a expliqué : "Nous produisons un électrolyseur léger et peu coûteux qui peut être fabriqué rapidement, placé dans des environnements où les électrolyseurs courants n'osent pas marcher, préfère l'eau dure et que vous pouvez allumer, vous éloigner et oublier pendant des mois, comme tout appareil respectable. Naturellement, nous avons déposé cet électrolyseur Evolve. "

Cette approche unique a abouti au brevetage d'Evolve (brevet n° US 9476133) en 2014 avec 81 revendications nobles et brevets complets accordés dans neuf pays entre mai 2016 et 2020. Evolve est protégé dans 44 pays.

Les parties actives d'Evolve sont :

Toutes les pièces peuvent être regroupées de sorte qu'une pluralité peut être moulée en une seule pièce.

Le modèle Evolve 1.0 contenant 37 cellules est composé de sept parties, formant une unité de 300 mm de haut sur 200 mm de diamètre. Cela peut être assemblé en 45 minutes, certaines pièces étant fabriquées en moins d'une minute.

En 2020, les membres du conseil d'administration de Gilman Industries ont décidé que la LLC était limitée. Étant donné que l'intérêt était mondial, il était plus logique de former un Delaware C-corp. Ainsi, le 12 décembre 2020, les fondateurs de Gilman Industries ont créé Evolve Hydrogen Inc. (EHI), dédié à la commercialisation d'Evolve.

Gilman a déclaré: "Notre énoncé de mission est en notre nom. Nous avons l'intention de donner à l'industrie de l'hydrogène vert une chance de révolutionner l'énergie propre abordable et l'hydrogène en vrac pour les nombreuses industries qui l'utilisent déjà."

EHI a deux filiales, Evolve Hydrogen Ltd., à Glasgow, en Écosse, et Evolve Hydrogen Canada, à Calgary.

EHI a établi des liens avec des groupes qui espèrent créer des électrolyseurs plus fiables et plus rapides à fabriquer. Ils ont également des connexions dans l'industrie de l'ammoniac (50 % de tout l'hydrogène consommé est destiné à la synthèse de l'ammoniac), le pétrole et le gaz, l'acier, les plastiques, le verre, le méthanol, l'exploitation minière, le lithium, l'éolien offshore, les piles à combustible, les réseaux électriques, la biomasse, le transport maritime et les groupes de transport en commun. Tous sont impatients de voir Evolve disponible dans le commerce, certains envisageant des précommandes.

Plusieurs groupes de Long Island à New York voient Evolve comme une solution aux problèmes de société, en particulier la croissance équitable de l'emploi dans l'industrie des énergies renouvelables. L'un de ces groupes est le Building and Construction Trades Council of Nassau and Suffolk County, dirigé par Matty Aracich. La production locale peut répondre au besoin d'équipements à hydrogène en vrac, créant des milliers d'emplois syndiqués dans la fabrication et l'installation de la gamme de produits Evolve.

Bien qu'Evolve puisse être fabriqué en série par automatisation, il peut être assemblé manuellement avec une simple clé dynamométrique, ce qui en fait un bon candidat pour la production par des travailleurs de divers niveaux de compétence (tels que les personnes handicapées, les communautés mal desservies et les vétérans). EHI a établi des liens avec plusieurs nations autochtones d'Amérique du Nord intéressées par la fabrication, l'assemblage et la vente d'Evolve.

Pour chaque kilogramme d'hydrogène produit par Evolve, il produit également 8 kg d'oxygène (O2). Cela peut être utilisé dans des applications municipales, telles que la décomposition des solides dans les usines de traitement des déchets en un tiers du temps avec moins d'odeur. Les groupes environnementaux sont intéressés parce que l'O2 peut être dispersé dans les rivières pour donner au biote marin un avantage contre les contaminants de ruissellement de surface.

En développant Evolve, les directeurs ont insisté sur la création d'un appareil durable respectueux de l'environnement. La recyclabilité en fin de vie est une considération majeure. Leur polymère actuel peut être récupéré et recyclé jusqu'à trois fois avant de devoir ajouter un nouveau polymère au mélange.

La guerre en Ukraine a forcé l'Europe et une grande partie du monde à réduire la consommation d'énergie étrangère instable. De nombreux gouvernements recherchent des solutions avec l'éolien offshore, mais les limitations existantes du réseau nécessitent un stockage à long terme que les batteries ne peuvent pas fournir. L'hydrogène vert est la solution de stockage à long terme recherchée et développée par l'industrie éolienne offshore. Même aux États-Unis, l'hydrogène est sur le radar de tout le monde.

Evolve figure sur la liste de surveillance des personnalités éminentes après avoir été sélectionné comme lauréat du prix Hydrogen Shot Incubator du DOE en 2022. Le soutien public d'EHI comprend une déclaration du sénateur Charles Schumer à la secrétaire américaine à l'énergie Jennifer Granholm mentionnant EHI comme candidat pour les Gigafactories d'hydrogène de New York. EHI est encouragé par le soutien de l'administration actuelle à l'hydrogène vert.

EHI sécurise des coentreprises pour fournir des solutions complètes de production, de stockage et de transport d'hydrogène. Des nouvelles passionnantes sont attendues au premier trimestre 2023.

Pour plus d'informations, contactez Evolve Hydrogen Inc.Brian Gilman : [email protected] Teplin : [email protected]

En tant que nouveau groupe, Evolve recherche des financements pour développer un produit prêt à être commercialisé en 18 à 24 mois.

Attention, cet article paraîtra également dans la treizième édition de notre publication trimestrielle.

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