Hydrogène vert : un acier inoxydable venu de Hong Kong fait chuter les coûts

Produire de l’hydrogène vert à grande échelle coûte cher, en grande partie à cause des composants en titane nécessaires pour résister à la corrosion des électrolyseurs. Une équipe de l’Université de Hong Kong vient de mettre au point un acier inoxydable capable de remplacer ce métal précieux, avec à la clé une réduction spectaculaire des coûts de production.

Un acier qui résiste à une corrosion extrême

Baptisé SS-H2 (Stainless Steel for Hydrogen), ce nouvel alliage a été développé par le professeur Mingxin Huang et son doctorant Kaiping Yu, du département d’ingénierie mécanique de l’Université de Hong Kong. Leurs travaux, publiés dans la revue scientifique Materials Today, décrivent une stratégie dite de « double passivation séquentielle » : une première couche protectrice d’oxyde de chrome, classique pour l’acier inoxydable, est complétée par une seconde couche à base de manganèse qui se forme aux alentours de 720 millivolts. Retrouvez d’autres avancées de ce type dans notre rubrique Science et Technologie.

Résultat : le matériau résiste à des potentiels électrochimiques atteignant environ 1 700 mV, contre 1 000 mV seulement pour un acier inoxydable conventionnel — un niveau de tenue à la corrosion jusque-là réservé aux alliages de titane, nettement plus onéreux. Les chercheurs reconnaissent avoir d’abord douté de leur propre découverte : l’idée qu’une couche à base de manganèse puisse renforcer la résistance à la corrosion allait à l’encontre des connaissances établies dans ce domaine.

Diviser par 40 le coût des composants structurels

Dans un électrolyseur PEM (à membrane échangeuse de protons) de 10 mégawatts, les composants structurels représentent jusqu’à 53 % du coût total du système, évalué à environ 17,8 millions de dollars hongkongais. En remplaçant le titane par ce nouvel acier, l’équipe de Hong Kong avance une réduction du coût de ces pièces d’environ 40 fois — un enjeu suivi de près par les acteurs de la Finance et Économie de l’énergie.

• Un acier inoxydable optimisé pour résister à l’oxydation de l’eau
• Une double couche protectrice chrome + manganèse, inédite dans ce domaine
• Une tenue à la corrosion proche de celle du titane, pour une fraction du prix
• Une production déjà lancée à l’échelle industrielle, sous forme de fil métallique

Vers une production d’hydrogène directement à partir d’eau de mer

Autre atout de ce matériau : sa résistance dans des environnements riches en chlorure, comme l’eau de mer. Cela ouvre la voie à des installations capables de produire de l’hydrogène directement à partir d’eau salée, sans passer par une étape coûteuse de désalinisation — un enjeu majeur pour les pays côtiers qui disposent d’un accès limité à l’eau douce mais d’un vaste littoral exploitable pour des fermes d’électrolyseurs. Selon les chercheurs, des brevets ont déjà été validés dans plusieurs pays et une production de plusieurs tonnes de fil SS-H2 est en cours, en partenariat avec un site industriel en Chine continentale.

Quelles retombées pour la transition énergétique mondiale ?

L’hydrogène vert, produit par électrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable, est considéré comme un levier clé pour décarboner des secteurs difficiles à électrifier comme la sidérurgie, le transport maritime ou l’aviation. Mais son coût de production reste aujourd’hui un frein majeur à son déploiement à grande échelle, un sujet suivi de près dans notre rubrique Écologie et Climat. En s’attaquant directement au poste de dépense lié aux matériaux, cette innovation pourrait accélérer la construction de nouveaux électrolyseurs dans les années à venir, à condition que la production industrielle du SS-H2 confirme les performances observées en laboratoire. Les prochaines étapes attendues par la communauté scientifique concernent les tests de durabilité sur le long terme, en conditions réelles d’exploitation.

Pour la filière hydrogène vert, cette avancée illustre comment un progrès en science des matériaux, en apparence technique, peut avoir des répercussions économiques considérables sur toute une industrie naissante.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que l’acier SS-H2 ?

Il s’agit d’un acier inoxydable mis au point par l’Université de Hong Kong, conçu pour résister à une corrosion extrême grâce à une double couche protectrice à base de chrome et de manganèse, ce qui lui permet de remplacer le titane dans les électrolyseurs.

Pourquoi le titane est-il utilisé dans la production d’hydrogène vert ?

Le titane résiste bien à la corrosion provoquée par l’oxydation de l’eau lors de l’électrolyse, mais il s’agit d’un métal coûteux, ce qui pèse lourdement sur le prix final des installations de production d’hydrogène.

Cette innovation est-elle déjà utilisée industriellement ?

Selon les chercheurs, des brevets ont été approuvés dans plusieurs pays et une production de fil SS-H2 à l’échelle de plusieurs tonnes a débuté en partenariat avec un site industriel, mais des tests de durabilité à long terme restent nécessaires avant un déploiement massif.

Sources

• ScienceDaily
• TechSpot
• MITechNews