ERGOSUP : une solution pour la production et le stockage de l’hydrogène

Grâce au procédé d’électrolyse frac­tion­née, ERGOSUP pro­duit non seule­ment de l’hydrogène sous pres­sion, mais pro­pose égale­ment une solu­tion de stock­age ion­ique intéres­sante aus­si bien sur le plan tech­nique qu’économique. Expli­ca­tions de Vin­cent Bizouard (X08), Directeur de l’innovation de cette start-up tech­nologique française.

ERGOSUP conçoit et fabrique des électrolyseurs destinés à la production d’hydrogène. Pouvez-vous nous en dire plus ? 

Nos élec­trol­y­seurs sont util­isés pour pro­duire de l’hydrogène vert, en com­para­i­son à l’hydrogène gris qui est pro­duit à par­tir d’énergies fos­siles. Alors que la tran­si­tion énergé­tique s’accélère, il y a aujourd’hui toute une réflex­ion afin de rem­plac­er cette pro­duc­tion d’hydrogène gris par de l’hydrogène vert qui serait notam­ment pro­duit à par­tir d’une élec­tric­ité décar­bonée. Cette trans­for­ma­tion du marché de l’hydrogène néces­site un développe­ment de la fil­ière de pro­duc­tion de l’hydrogène mais égale­ment de la fil­ière de stock­age : en effet, l’évolution du mix élec­trique s’accompagne égale­ment d’une aug­men­ta­tion des besoins de flex­i­bil­ité, aux­quels les élec­trol­y­seurs peu­vent répon­dre, notam­ment en s’effaçant quand le réseau est sous ten­sion, ce qui cor­re­spond générale­ment aux moments où l’électricité est égale­ment chère et carbonée.

Dans ce con­texte, ERGOSUP a la par­tic­u­lar­ité de procéder à une élec­trol­yse frac­tion­née en deux étapes : l’électrolyse du zinc puis la cor­ro­sion de ce zinc en milieu acide qui provoque la généra­tion d’hydrogène. La somme de ces deux étapes est équiv­a­lente à une élec­trol­yse de l’eau. À l’issue de ce proces­sus de fab­ri­ca­tion, nos seuls con­som­ma­bles sont l’eau et l’électricité.

À partir de ce procédé, vous pouvez non seulement produire de l’hydrogène en pression, mais également le stocker sous forme ionique. Qu’en est-il ? 

Dans une élec­trol­yse de l’eau, une mem­brane est util­isée pour sépar­er la pro­duc­tion simul­tanée de l’hydrogène et de l’oxygène. Notre procédé per­met de décoreller dans le temps la pro­duc­tion d’oxygène qui s’opère lors de la pre­mière étape et la pro­duc­tion de l’hydrogène pen­dant la sec­onde étape. Cette dernière étape s’opère de manière spon­tanée sans con­som­ma­tion d’énergies et sans copro­duc­tion d’autre gaz, ce qui per­met notam­ment une pro­duc­tion en pres­sion. Cette décor­réla­tion tem­porelle de la pro­duc­tion des deux gaz per­met par ailleurs de s’affranchir du besoin d’une mem­brane, sim­pli­fi­ant ain­si la con­cep­tion des cœurs électrochimiques.

À l’issue de la pre­mière étape, l’énergie peut être stock­ée sous forme de zinc et d’acide sur une péri­ode indéter­minée et être ensuite resti­tuée, selon le besoin et la demande, sous forme d’hydrogène. Nous avons ain­si la pos­si­bil­ité de stock­er l’hydrogène sous forme ionique. 

ERGOSUP a bien avancé sur la production de l’hydrogène. Où en êtes-vous actuellement ? 

En effet, nous nous sommes d’abord con­cen­trés sur la pro­duc­tion sous pres­sion d’hydrogène pour des petits sys­tèmes, entre 100 g et 2 kg par jour. 

L’idée est main­tenant d’augmenter la pro­duc­tion pour attein­dre 5 à 10 kg par jour en pres­sion de 100 à 300 bars. Aujourd’hui, le prix de l’hydrogène est impacté par le coût de l’électrolyseur et de la com­pres­sion quand celle-ci est néces­saire, par­ti­c­ulière­ment pour les petits sys­tèmes où l’amortissement du CAPEX est la prin­ci­pale com­posante du prix de l’hydrogène. C’est notam­ment le cas pour la petite mobil­ité ou les drones qui doivent embar­quer de l’hydrogène à 200 à 300 bars et pour lesquels il faut actuelle­ment com­primer l’hydrogène ce qui soulève des prob­lé­ma­tiques de poids, d’autonomie, de ges­tion ther­mique, de main­te­nance, de ren­de­ments énergé­tiques et de coûts. Le prin­ci­pal enjeu tech­nique est de sim­pli­fi­er la pro­duc­tion pour gag­n­er en CAPEX.  Actuelle­ment, nous avons dévelop­pé trois sys­tèmes de pro­duc­tion sous pres­sion de l’hydrogène :

• Le sys­tème HYRIS LAB dévelop­pé en 2018 per­met de pro­duire 100 g d’hydrogène par jour délivrés à 100 bars pour ali­menter des petits réseaux comme des lab­o­ra­toires. Nous avons des sys­tèmes déployés à Lyon et à Marseille ;
• Le sys­tème pour drones a été conçu pour pro­duire 500 g d’hydrogène par jour à 300 bars. Il s’inscrit dans le cadre d’un pro­jet, que nous avons appelé HYDRONE, en parte­nar­i­at avec le fab­ri­cant français de drones DELAIR ;
• Le sys­tème pour la pro­duc­tion de 2 kg d’hydrogène par jour jusqu’à 200 bars pour la petite mobil­ité. C’est le pre­mier sys­tème avec des stacks qui per­me­t­tent de com­pacter le cœur élec­trochim­ique où s’opère la réac­tion. Cela per­met d’avoir une pro­duc­tion plus intense pour un vol­ume donné.

Qu’en est-il pour le stockage ionique de l’hydrogène ?

Le stock­age ion­ique de l’hydrogène a un intérêt économique, car il peut être plus com­péti­tif que le stock­age de l’hydrogène sous forme gazeuse et sous pres­sion. Par ailleurs, les sites de stock­age ion­ique ne sont pas soumis à la régle­men­ta­tion Seveso. Alors que la fil­ière de l’hydrogène se struc­ture et se développe rapi­de­ment, le stock­age est un des mail­lons de cette chaîne de valeur qui reste le moins développé. 

Nous tra­vail­lons sur cette brique et menons des études tech­ni­co-économiques poussées pour déter­min­er les débouchés de cette appli­ca­tion afin, in fine, de pou­voir stock­er de grands vol­umes d’hydrogène à un coût com­péti­tif sur une péri­ode indéterminée. 

Quels sont les enjeux qui persistent ? 

Aujourd’hui, notre prin­ci­pal enjeu est de fia­bilis­er nos tech­nolo­gies indus­trielles et sys­tèmes. Cela demande un impor­tant tra­vail de R&D ain­si qu’un retour sur expéri­ence per­ti­nent afin de pou­voir notam­ment sim­pli­fi­er l’ingénierie et opti­miser nos machines. Il s’agit aus­si de pou­voir nouer des parte­nar­i­ats stratégiques qui vont nous per­me­t­tre de dynamiser le développe­ment de nos solu­tions sur cette fil­ière de l’hydrogène en pleine structuration. 

Enfin, dans le con­texte actuel, nous sommes soumis, comme beau­coup, à une cer­taine incer­ti­tude due aux aléas géopoli­tiques qui impactent le prix des matéri­aux et l’électricité, et donc notre activité. 

En bref

• Créa­tion il y a une dizaine d’années
• Une ving­taine de collaborateurs

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