Production d'hydrogène par reformage du bioéthanol

L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'Univers, mais sur Terre, son abondance est modeste. De plus, sauf exception, il n'existe pas à l'état natif. Il est présent essentiellement dans l'eau, les hydrocarbures fossiles et la biomasse, en association avec l'oxygène et/ou le carbone. Il est très utilisé dans l'industrie et le raffinage, les besoins étant de l'ordre de 50 à 60 MT/an. En revanche, son utilisation en tant que source d'énergie reste marginale. Actuellement, il est préparé industriellement par reformage à la vapeur d'hydrocarbures fossiles (gaz naturel, naphta) ou, dans une moindre mesure, par électrolyse de l'eau. D'autres procédés alternatifs sont également possibles. Le problème principal du vaporeformage est qu'il produit des quantités considérables de CO₂ . En réalité, la réaction permet d'extraire l'hydrogène de l'hydrocarbure et de l'eau, mais une partie importante du carbone est transformé en dioxyde de carbone. Pour s'en affranchir, une solution a été de remplacer la source fossile par une molécule issue de la biomasse et donc globalement « neutre » en CO₂ , le dioxyde de carbone produit pendant le vaporeformage étant recyclé par les plantes lors de la photosynthèse. Beaucoup d'efforts ont porté sur l'utilisation du bioéthanol pour la préparation de l'hydrogène. L'objectif de cet article est de faire le point sur l'utilisation de l'éthanol dans la fabrication de l'hydrogène par vaporeformage. Le procédé est catalytique. La réaction étant endothermique, elle est effectuée à haute température, ce qui nécessite de mettre au point des catalyseurs particulièrement résistants. Le rhodium est un métal de choix mais ses performances dépendent considérablement du support utilisé. Une partie de cet article est consacrée au procédé utilisant de l'éthanol raffiné de grande pureté. Néanmoins, l'utilisation de bioéthanol brut est économiquement plus rentable. Les catalyseurs stables dans l'éthanol « pur » ne le sont plus quand on passe au bioéthanol. Il a donc fallu mettre au point des catalyseurs résistants aux impuretés du bioéthanol. Le système RhNi déposé sur une alumine dopée à l'yttrium s'est révélé très efficace. Les applications industrielles du vaporeformage de l'éthanol sont encore peu nombreuses et posent le problème de la neutralité en CO₂ . De nombreux facteurs peuvent modifier le bilan en CO₂ et il est indispensable de considérer les cycles de vie du procédé dans sa globalité à partir de la culture des plantes produisant le bioéthanol. En dépit de bilans très controversés, il semble que la production de l'hydrogène par reformage du bioéthanol reste très avantageuse sur le plan du bilan en CO₂ si on s'adresse à du bioéthanol de 2^e génération.