Voir la source de Production d'hydrogène

La '''production d'hydrogène''', ou plus exactement de [[dihydrogène]], est en grande majorité réalisée par extraction chimique depuis des [[Combustible fossile|combustibles fossiles]], principalement du [[méthane]], du [[charbon]] et de [[Produit pétrolier|coupes pétrolières]]. La production de dihydrogène par cette voie présente l'avantage d'un coût compétitif, mais l'inconvénient d'être à l'origine d'[[Émission de dioxyde de carbone|émissions de {{CO2}}]] non [[Biogenèse|biogénique]], qui dépassent généralement dix kilogrammes de {{CO2}} par kilogramme d'hydrogène produit.

L'[[électrolyse de l'eau]] permet de produire un hydrogène dont l'[[empreinte carbone]] est due uniquement au mode de [[Production d'électricité|production de l'électricité]] nécessaire (en tenant compte du rendement plus faible du [[Procédé industriel|procédé]]) et au cycle de [[fabrication]] et de [[recyclage]] des électrolyseurs.

Le dihydrogène est un [[vecteur énergétique]] majeur dans beaucoup de bactéries : il y est un sous-produit de la [[Fermentation anaérobie|fermentation]] et de la [[Fixation biologique du diazote|fixation de l'azote]]. De façon artificielle, il peut être produit par [[Réaction d'oxydoréduction|réduction chimique]] ou par la chaleur ([[Thermolyse (chimie)|thermolyse]]) ; ces autres méthodes sont moins propices à la production industrielle, voire encore expérimentales. La découverte et le développement de méthodes moins coûteuses de production d'hydrogène en masse permettraient une « [[économie hydrogène]] ».

== Histoire ==
{{article détaillé|Histoire de la production d'hydrogène}}

{{refnec|Au {{s-|XVI}}, l'alchimiste [[Paracelse]],  {{comment|entrevoit le gaz}}. Un siècle plus tard, [[Robert Boyle]] parvient à recueillir du [[dihydrogène]], mais ne le distingue pas de l’air ordinaire.}}

En 1603, [[Théodore de Mayerne]] l’enflamme et [[John Mayow]], vers la fin du {{s-|XVII}}, le distingue de l’air. Enfin, au commencement du {{s-|XVIII}}, [[Nicolas Lémery]] en constate aussi l’inflammabilité<ref>Carilian-Goeury et Dalmont, ''Leçons de chimie élémentaire appliquées aux arts industriels et faites aux Ouvriers du {{XIIe}} arrondissement ... aux écoles du gouvernement'', {{vol.|1}}, 1855 ([https://books.google.be/books?id=IYQDAAAAYAAJ&hl=fr&pg=PA427#v=onepage&q=Tessi%C3%A9&f=false lire en ligne]).</ref>.

Ce n’est qu’en 1766 que le gaz est étudié par [[Henry Cavendish]]. En 1783, [[Antoine Lavoisier]] découvre que l’« air inflammable » de Cavendish, qu’il baptise [[hydrogène]] (du grec « formeur d’eau »), réagit avec l’[[oxygène]] pour former de l’[[eau]].

La découverte de l’« air inflammable », comme on l’appelait alors, est donc ancienne. Théodore de Mayerne et Paracelse l’obtenaient par réaction entre l’« huile de vitriol » (de l’[[acide sulfurique]]) diluée et versée sur du [[fer]] ou du [[zinc]]<ref>Buck, {{p.|265}}.</ref>{{refinc|date=octobre 2019}}. En 1870, le gaz produit pour les besoins des ballons à gaz n’utilise pas d’autre moyen<ref>[[James Glaisher]], [[Wilfrid de Fonvielle]], [[Camille Flammarion]] et [[Gaston Tissandier]], ''Voyages Aériens'', 1870 ([https://books.google.be/books?id=2oHkCWqqv7EC&hl=fr&pg=PP1 lire en ligne]).</ref>. Au {{s-|XXI}}, le gros du dihydrogène requis est produit à partir du [[méthane]] présent dans le [[gaz naturel]], par [[Catalyseur hétérogène|catalyse hétérogène]]<ref>{{Lien web |langue=en |url=http://www.chemsystems.com/about/cs/news/items/PERP%200506%20S11%20Ammonia.cfm |titre=Ammonia Process Overview |année= 2007 |éditeur=Nexant |consulté le= 17 septembre 2009}}.</ref>.

== Procédés ==
{{Article connexe|Bois énergie#Gazéification{{!}}Bois énergie}}

{{Diagramme circulaire
 | thumb     = 
 | caption   = Production mondiale de [[dihydrogène]] (2021)<ref name=production_2021 />
 | autre     = 
 | label1    = [[Vaporeformage du méthane]]
 | valeur1   = 62
 | couleur1  = #888888
 | label2    = [[Gazéification]] du charbon
 | valeur2   = 19
 | couleur2  = #AA5500
 | label3    = [[Oxydation partielle]] du pétrole
 | valeur3   = 18
 | couleur3  = #444444
 | label4    = Utilisation d'énergie fossile avec captage et valorisation du {{CO2}}
 | valeur4   = 0.7
 | couleur4  = #2060CC
 | label5    = [[Électrolyse de l'eau]]
 | valeur5   = 0.04
 | couleur5  = green
}}

La production mondiale de [[dihydrogène]] représente {{nobr|94 millions}} de tonnes en 2021, dont 62 % provient du [[vaporeformage du méthane]], 18 % de l'[[oxydation partielle]] du pétrole, 19 % de la [[gazéification du charbon]], 0,7 % d'un de ces trois procédés avec [[Captage et valorisation du dioxyde de carbone|captage et valorisation du {{CO2}}]] et 0,04 % de l'[[électrolyse de l'eau]]<ref name=production_2021>{{Lien web |langue=fr |titre=Un « élan croissant » pour la production d'hydrogène bas carbone mais... |url=https://www.connaissancedesenergies.org/un-elan-croissant-pour-la-production-dhydrogene-bas-carbone-mais-220922 |site=Connaissances des énergies |date=2022-09-22 |consulté le=2022-11-23}}, citant {{harvsp|AIE|2022|id=AIE2022}}.</ref>. D'autres procédés sont largement minoritaires ou à l'état d'expérimentations, qui peuvent s'avérer prometteurs selon l'évolution relative des coûts des matières premières. Les procédés principaux consistent essentiellement à dissocier des [[hydrocarbure]]s par une température élevée et l'adjonction de vapeur d'eau ou de dioxygène, éventuellement en présence d'un [[catalyse]]ur ; les réactions ainsi entretenues donnent {{fchim|H|2}} et {{CO2| lien=dioxyde de carbone}}, l'[[hydrogène]] provenant à la fois de l'eau et de l'hydrocarbure. Les [[Émission de dioxyde de carbone|émissions de {{CO2}}]] de ces procédés atteignent, en 2021, {{nobr|900 millions}} de tonnes par an, soit environ 2 % des émissions mondiales{{sfn|AIE|2022|id=AIE2022}}

Le dihydrogène ainsi produit est dans sa grande majorité consommé localement<ref name=AFHYPAC311p1>{{harvsp|AFHYPAC|2014|id=AFHYPAC311|p=1}}.</ref>. Il entre en jeu dans la synthèse d'[[ammoniac]] [[Utilisation de l'ammoniac en agriculture|comme engrais]] par le [[procédé Haber|procédé Haber-Bosch]] (44 % de la consommation en 2015) et pour la conversion du [[pétrole]] lourd en fractions plus légères, par [[hydrocraquage]] (46 %)<ref name=ConnaissanceFiche>{{Lien web |titre=Hydrogène énergie |url=https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/hydrogene-energie |site=Connaissance des Énergies |date=2011-08-30 |consulté le=2019-12-10}} (mis à jour le {{date-|9 avril 2015}}).</ref>.

{{Diagramme circulaire
|caption=Utilisation du  [[dihydrogène]] produit (2015)<ref name=ConnaissanceFiche /> :
|valeur1=46
|valeur2=44
|valeur3=10
|label1=[[Industrie pétrolière]] : raffineries ([[hydrocraquage]] du pétrole lourd)
|label2=Agriculture : engrais (synthèse d'[[ammoniac]])
|label3=Autres}}

=== Classement par couleurs ===
Les modes de production de l'hydrogène sont distingués par des noms de couleur<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Fin du gaz russe : l’hydrogène et l’ammoniac bleu comme alternative de luxe ? |url=https://www.france24.com/fr/%C3%A9co-tech/20221007-fin-du-gaz-russe-l-hydrog%C3%A8ne-et-l-ammoniac-bleu-comme-alternative-de-luxe |site=France 24 |date=2022-10-07 |consulté le=2022-10-09}}.</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage |langue=en |titre=Gas Decarbonisation Pathways 2020–2050 |pages=226 |éditeur=Gas for climate |url=https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-pt-vue/Gas-for-Climate-Gas-Decarbonisation-Pathways-2020-2050%281%29.pdf |format=pdf |date=avril 2020 |passage=17-18}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Quelle différence entre hydrogène noir/brun, vert, bleu, rose, blanc ou gris ? |url=https://media24.fr/2024/07/24/quelle-difference-entre-hydrogene-noir-brun-vert-bleu-rose-blanc-ou-gris/|site=Media24 |date=2024-07-23 |consulté le=2024-07-24}}.</ref>{{,}}<ref name="Fulcheri2022">{{Lien web|auteur=Laurent Fulcheri |titre=« L’hydrogène turquoise », une solution viable sans {{CO2}} ? |url=https://www.polytechnique-insights.com/tribunes/energie/lhydrogene-turquoise-une-solution-viable-sans-co2/ |périodique=Polytechnique Insights |éditeur=[[Institut polytechnique de Paris]] |date=21 avril 2022 |consulté le=01/09/2023}}.</ref>, variables selon les pays faute de consensus :
* ''hydrogène brun ou noir'', produit par [[gazéification du charbon]] ;
* ''hydrogène gris'', produit par [[Reformage du méthane#Vaporeformage du méthane|vaporeformage du méthane]] (mode de production le plus utilisé) sans [[séquestration géologique du dioxyde de carbone]] ;
* ''[[hydrogène vert]]'' :
** au sens large, produit sans émission directe de [[gaz à effet de serre]] (incluant donc l'hydrogène ''jaune'', ''rouge'', ''bleu'', ''turquoise'', ''orange'' ou ''blanc'', détaillés ci-dessous),
** au sens restreint, produit par [[électrolyse de l'eau]]<ref>[https://www.lesaffaires.com/dossier/electrification-des-transports-et-mobilite-durable/l-hydrogene-pourra-t-il-verdir-le-transport-lourd/624657 L'hydrogène pourra-t-il verdir le transport lourd?], lesaffaires.com, {{date-|03/05/2021}}.</ref>. Il est par exemple produit par électrolyse de l'eau à partir d'[[énergie renouvelable|électricité renouvelable]], par [[Thermolyse (chimie)|thermolyse]] de la [[Biomasse (énergie)|biomasse]]<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Hydrogène vert |url=https://www.quebec.ca/agriculture-environnement-et-ressources-naturelles/energie/production-approvisionnement-distribution/hydrogene-vert |site=Gouvernement du Québec |consulté le=2023-06-20}}.</ref> ou, selon la terminologie du [[Plan de relance économique de la France de 2020-2022|plan de relance français de 2020]], à partir d'[[électricité décarbonée|électricité bas carbone]] (de source renouvelable ou nucléaire)<ref>{{Lien web |titre=Plan de relance : quelle place pour l’énergie ? |url=https://www.connaissancedesenergies.org/plan-de-relance-quelle-place-pour-lenergie-200904 |site=connaissancedesenergies.org |date=2020-09-04}}.</ref>.
* ''[[hydrogène jaune]]'' : produit par électrolyse de l'eau à partir d’électricité d’origine nucléaire<ref>{{Lien web|titre=Les 7 couleurs de l’hydrogène |url=https://h2h24.com/les-7-couleurs-de-lhydrogene/ |site=H2H24 |consulté le=2021-06-24}}.</ref>, il est ''rose'' pour certains<ref>Olivier Daelen, « [https://fr.businessam.be/une-centrale-nucleaire-britannique-veut-produire-de-lhydrogene-rose-une-premiere-en-europe/ Cette centrale nucléaire britannique veut produire de l’hydrogène rose : une première en Europe] », sur ''fr.businessam.be'', 2 août 2021.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |titre=Le plan hydrogène français entérine discrètement la relance du nucléaire |url=https://reporterre.net/Le-plan-hydrogene-francais-enterine-discretement-la-relance-du-nucleaire |site=[[Reporterre]] |date=2021-02-02}}.</ref>, ou ''violet'' pour d’autres<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Hydrogen produced from nuclear will be considered ‘low-carbon’, EU official says |traduction titre=L'hydrogène produit à partir du nucléaire sera considéré comme « à faible empreinte en carbone », selon un fonctionnaire de l'UE |url=https://www.euractiv.com/section/energy-environment/news/hydrogen-produced-from-nuclear-will-be-considered-low-carbon-eu-official-says/?_ga=2.204466000.1944452045.1612501299-1280461332.1611906090 |site=[[EURACTIV]] |date=2020-11-19}}.</ref> ;
* ''hydrogène rouge'' : produit à partir du nucléaire (réacteurs [[Réacteur nucléaire à très haute température|VHTR]] à très haute température) par [[Craquage de l'eau|dissociation catalytique de l'eau à haute température]]<ref>{{Lien web |langue=en-US |nom=admin |titre=Colors |url=https://hydrogen.revolve.media/colors/ |site=Hydrogen x Revolve |consulté le=2021-11-17}}.</ref> ;
* ''[[hydrogène bleu]]'' : produit par conversion de [[Combustible fossile|combustibles fossiles]] avec [[Séquestration du dioxyde de carbone|capture et séquestration du dioxyde de carbone]]<ref>{{Lien web |langue=en |titre=L’hydrogène et ses 50 nuances de gris, vert, bleu… |url=https://energy-cities.eu/fr/lhydrogene-et-ses-50-nuances-de-gris-vert-bleu/ |site=Energy Cities |date=2020-11-13 |consulté le=2021-09-09}}.</ref> ou, pour d'autres auteurs, à partir d'énergie bas carbone [[Énergie non renouvelable|non renouvelable]], par exemple par [[électrolyse de l'eau]] alimentée par l'[[énergie nucléaire]]<ref>''[http://certifhy.ca/Green%20and%20Blue%20H2.html Official CertifHy definitions (CertifHy 2016) Green and Blue Hydrogen]'', sur ''certifhy.ca'' (consulté le 19 janvier 2022).</ref> (soit l{{'}}''hydrogène jaune'' ci-dessus) ;
* ''hydrogène turquoise'' : extrait du méthane par [[pyrolyse]], sans émission directe de {{CO2}}<ref name="Fulcheri2022" />{{,}}<ref name="TI Pyrolyse">{{Lien web |titre=Une nouvelle technologie de pyrolyse plasma du méthane pour produire de l'hydrogène |url=https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/une-nouvelle-technologie-de-pyrolyse-plasma-du-methane-pour-produire-de-lhydrogene-94830/ |site=[[Éditions techniques de l'ingénieur]] |date=25 juin 2021 |consulté le=2021-11-27}}.</ref> ;
* ''[[hydrogène orange]]'' : obtenu par réaction de l'eau avec les roches du [[substratum]], qui offre la possibilité de [[séquestration géologique du dioxyde de carbone|séquestrer géologiquement]] du [[dioxyde de carbone]] dissous dans l'eau injectée<ref>{{Article| langue=en| titre=Orange hydrogen is the new green| auteur1=Florian Osselin| auteur2=Cyprien Soulaine| auteur3=C. Fauguerolles| auteur4=[[Éric C. Gaucher]]| auteur5=Bruno Scaillet| et al.=oui| périodique=[[Nature Geoscience]]| volume=15| numéro=10| date=3 octobre 2022| pages=765-769| doi=10.1038/s41561-022-01043-9| lire en ligne=https://hal-univ-orleans.archives-ouvertes.fr/insu-03858117| format=pdf| accès url=libre| consulté le=25 janvier 2023}}.</ref> ;
* ''hydrogène blanc'' : [[hydrogène natif]] ou naturel<ref>{{Lien web |titre=Et si l'hydrogène naturel était le {{anglais|game changer}} de la transition énergétique ? |url=https://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/energie-environnement/l-hydrogene-naturel-une-autre-revolution-pour-reussir-la-transition-energetique-891115.html |site=La Tribune |consulté le=2021-09-09}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|titre=La France a une carte à jouer dans l'hydrogène naturel |url=https://www.h2-mobile.fr/actus/france-carte-jouer-hydrogene-naturel/ |site=h2-mobile.fr |consulté le=2021-09-09}}.</ref>.

Devant cette absence de consensus, les députés européens pointent la nécessité d'un accord sur une terminologie uniforme afin de, notamment, distinguer clairement l'hydrogène renouvelable, l'hydrogène à faible teneur en carbone et l'hydrogène d'origine fossile<ref>« [https://www.europarl.europa.eu/news/fr/press-room/20210519IPR04310/un-plan-pour-l-hydrogene-renouvelable-et-l-integration-des-systemes-energetiques Changement climatique: un plan pour l'hydrogène renouvelable et l'intégration des systèmes énergétiques] », Parlement européen, 19 mai 2021.</ref>.

=== Par vaporeformage d'hydrocarbures ===
[[Fichier:SMR+WGS-1.png|thumb|upright=1.75|Illustration des intrants et des produits du vaporeformage du gaz naturel, un processus qui produit de l’hydrogène et du {{CO2}}, gaz à effet de serre qui peut être séquestré.]]
[[Fichier:Methane Pyrolysis-1.png|thumb|upright=1.35|Schéma des intrants et des produits de la pyrolyse du méthane.]]
Le dihydrogène qualifié d{{'}}''hydrogène gris''<ref name="color" /> est produit par [[Dihydrogène#Vaporeformage d'hydrocarbures|vaporeformage]] du [[gaz naturel]] ou, moins souvent, du [[Gaz de pétrole liquéfié|GPL]] ou du [[naphta]], selon leur prix et leur disponibilité<ref name=AFHYPAC311p1 />. Le rendement énergétique de conversion atteint 72-82 % (sur [[pouvoir calorifique inférieur]]) selon le procédé mis en œuvre<ref name=AFHYPAC311p5>{{harvsp|AFHYPAC|2014|id=AFHYPAC311|p=5}}.</ref>. Le vaporeformage du méthane fournit, en 2015, 49 % du dihydrogène produit dans le monde<ref name=ConnaissanceFiche />.

La méthode de conversion des [[hydrocarbure]]s cause des rejets de [[gaz à effet de serre]]. Le vaporeformage du méthane rejette ainsi de 10 à {{nobr|12 tonnes}} de {{CO2}} par tonne d’hydrogène produite<ref name="TI Pyrolyse" />. Étant donné que la production est concentrée dans un seul établissement, il est possible de [[Séparation des mélanges gazeux|séparer les gaz]] et de les [[Séquestration du dioxyde de carbone|séquestrer]] (l'hydrogène est alors qualifié d{{'}}''hydrogène bleu''<ref name="color" />), par exemple pour les injecter dans une couche de pétrole ou de gaz naturel, mais les coûts de tels procédés et l'incertitude sur les risques de relargage du {{CO2}} font qu'il ne sont que rarement mis en œuvre, dans les années 2010{{refsou|date=avril 2022}}. Par exemple, un projet d'injection de [[dioxyde de carbone]] dans le {{Lien|langue=en|trad=Sleipner field|fr=gisement de gaz de Sleipner}} a été lancé par la compagnie norvégienne [[Statoil|StatoilHydro]]<ref>{{Ouvrage |langue=fr |titre=Captage et stockage géologique du CO2 : retour d’expérience et perspectives |passage=13 |éditeur=[[Institut national de l'environnement industriel et des risques|Ineris]] |nature ouvrage=rapport d'étude |date=30/11/2017 |pages totales=63 |lire en ligne=https://www.ineris.fr/sites/ineris.fr/files/contribution/Documents/DRS-17-164859-08281A-RAP-REX-CO2-derni%C3%A8re-version-7-12-17-unique.pdf |format=pdf |consulté le=26/06/2022}}.</ref>.

==== Réduction de la vapeur d'eau ====
{{Article détaillé|Vaporeformage|Reformage du méthane}}
La première étape est la réaction de vaporeformage proprement dit<ref name=AFHYPAC311p2>{{harvsp|AFHYPAC|2014|id=AFHYPAC311|p=2}}.</ref>.

À haute température ({{tmp|840|920|°C}}, obtenue par combustion d'un quart du méthane<ref>{{harvsp|Bellona|2002|id=Bellona2002|p=18}}.</ref>) et à pression modérée ({{unité|20-30|bar}}), de la [[vapeur d'eau]] ({{H2O}}) réagit avec le [[méthane]] ({{Formule chimique|CH|4}}) sur un [[catalyse]]ur au [[nickel]] (Ni) pour obtenir un mélange de [[monoxyde de carbone]] (CO) et de [[dihydrogène]] ({{Formule chimique|H|2}}), mélange connu sous le nom de « [[gaz de synthèse]] »<ref name=AFHYPAC311p2 />.

: {{Formule chimique|CH|4| + H|2|O → CO + 3 H|2}}

Cette [[réaction endothermique]] absorbe {{unité|191,7 kJ/[[Mole (unité)|mol]]}} d'énergie.

La chaleur nécessaire au processus est généralement fournie par [[Combustion d'un alcane|combustion]] d'une partie du méthane.

==== Conversion du monoxyde de carbone ====
{{Article détaillé|Réaction du gaz à l'eau}}
[[Image:Hydrogen.from.Coal.gasification tampa.jpg|vignette|Centrale à [[cycle combiné à gazéification intégrée]] de charbon, à [[Tampa]] (États-Unis).]]
Du dihydrogène supplémentaire peut être récupéré par ajout d'eau, par le biais de la réduction de l'eau, dans la [[réaction du gaz à l'eau]] réalisée à environ {{tmp|130|°C}} :
: {{Formule chimique|CO + H|2|O → CO|2| + H|2}}

Cette oxydation est [[Réaction exothermique|exothermique]], qui libère {{unité|40,4 kJ/mol}} pour entretenir la réaction en cours.

Essentiellement, l'atome d'[[oxygène]] (O) est extrait de l'eau (vapeur) ajoutée pour oxyder le CO en {{CO2}}.

==== Bilan ====
Le bilan des deux réactions est alors une réaction endothermique :
: {{Formule chimique|CH|4| + 2H|2|O → CO|2| + 4H|2}}

Le gaz de synthèse obtenu contient 16 à 25 % de {{CO2}} en volume.

=== Par oxydation partielle ===
L'[[oxydation partielle]] peut s'effectuer sur du gaz naturel, des [[Raffinage du pétrole|fractions plus lourdes du pétrole]], du charbon ou de la [[biomasse (énergie)|biomasse]], les charges solides étant alors [[Gazéification|gazéifiées]]. Le rendement énergétique de conversion atteint typiquement 53-67 % (sur [[pouvoir calorifique inférieur]]) selon le procédé mis en œuvre<ref name=AFHYPAC311p5/>. Quelle que soit la charge, ce procédé implique alors un surcoût par rapport au vaporeformage du méthane<ref>{{harvsp|AFHYPAC|2014|id=AFHYPAC311|p=6-8}}.</ref>. Il est donc employé essentiellement dans quelques cas :
* pour fournir des gaz de synthèse avec un ratio {{fchim|H|2}}/O particulier utile à la [[pétrochimie]] ;
* lorsque les hydrocarbures légers sont indisponibles ;
* pour détruire des résidus d'hydrocarbures lourds peu valorisables.

Le principe du procédé est similaire à celui du vaporeformage du méthane pour former également du gaz de synthèse, à ceci près que l'[[Réaction d'oxydoréduction|oxydation]] de l'hydrocarbure choisi est effectuée par du [[dioxygène]] au lieu d'eau, que la réaction bilan est exothermique, et qu'on n'a (généralement) pas recours à un catalyseur. Au lieu de celui-ci, les conditions sont plus contraignantes, la température ({{tmp|900|1500|°C}}) et la pression ({{unité|20-60|bar}} étant plus élevées<ref name=AFHYPAC311p6>{{harvsp|AFHYPAC|2014|id=AFHYPAC311|p=6}}.</ref>.

=== Par électrolyse de l'eau ===
{{Voir aussi|Électrolyse de l'eau}}
[[Image:Electrolyser, front, B.jpg|vignette|Électrolyseur, vu de face, et panneau électrique en arrière-plan.]]
[[Fichier:Hydrogen production via Electrolysis.png|alt=|thumb|upright=1.35|Schéma montrant les intrants et les produits de l'électrolyse de l'eau, pour produire de l'hydrogène potentiellement sans émission de gaz à effet de serre.]]

L'[[électrolyse de l'eau]] est un procédé [[électrolyse|électrolytique]] qui décompose l'[[Molécule d'eau|eau]] en [[dioxygène]] et [[dihydrogène]] grâce à un [[électricité|courant électrique]]. Environ 0,04 % du dihydrogène gazeux produit dans le monde est produit par électrolyse<ref name=production_2021 />.

Le [[Efficacité énergétique (thermodynamique)|rendement énergétique]] de l'électrolyse de l'eau atteint 40 %, sur [[pouvoir calorifique inférieur]] (PCI), ou 80 % sur [[pouvoir calorifique supérieur]] (PCS), c'est-à-dire si toute la [[Enthalpie de changement d'état|chaleur latente]] de la vapeur produite est valorisée en sus de l'hydrogène<ref name=ConnaissanceFiche />{{,}}<ref>{{harvsp|AFHYPAC|2014|id=AFHYPAC321|p=2}}.</ref>. Ces valeurs se réfèrent seulement au rendement de la conversion de l'[[énergie électrique]] en énergie chimique de l'hydrogène ; l'énergie perdue lors de la [[Production d'électricité|génération de l'électricité]] et du traitement de l'eau n'est pas comptabilisée. L'[[Molécule d'eau|eau pure]] nécessaire au procédé est en effet obtenue par [[osmose inverse]], procédé coûteux en énergie et émetteur de {{CO2}}<ref name="TI Pyrolyse" />.

Une [[électrolyse]] alimentée en [[électricité décarbonée]], d'origine [[ressource renouvelable|renouvelable]] ([[Énergie hydroélectrique|hydroélectricité]], [[Énergie éolienne|éolien]], solaire [[Énergie solaire photovoltaïque|photovoltaïque]]) ou [[Énergie nucléaire|nucléaire]], permettrait de réduire la pollution émise{{Combien|date=décembre 2019}}, par rapport au vaporeformage ou à l'électrolyse alimentée en électricité carbonée. Selon la source d'énergie utilisée, l'hydrogène est qualifié d{{'}}''[[hydrogène vert]]'' dans le cas d'énergie renouvelable, ou d{{'}}''[[hydrogène jaune]]'' dans le cas d'un apport par le nucléaire<ref name="color">[https://www.usinenouvelle.com/article/les-couleurs-de-l-hydrogene-francais-au-coeur-d-un-debat-avec-l-allemagne.N1015584 « Les couleurs de l'hydrogène français au cœur d'un débat avec l'Allemagne »], ''[[L'Usine nouvelle]]''.</ref>.

En 2023, en France, une plateforme ''[[offshore]]'' flottante baptisée « Sealhyfe » et équipée d'une éolienne est le premier prototype d'une production d’hydrogène en mer. Elle est équipée pour tester, sur une plateforme en mouvement et exposée à l'atmosphère saline, la production et la conversion d'électricité éolienne en hydrogène. Elle doit pour cela pomper, [[Dessalement|désaliniser]] et purifier l'[[eau de mer]], puis la dissocier par électrolyse pour produire {{nobr|400 kilogrammes}} de dihydrogène par jour<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=De l’hydrogène renouvelable en mer, une première mondiale |url=https://www.gouvernement.fr/actualite/de-lhydrogene-renouvelable-en-mer-une-premiere-mondiale |date=14 octobre 2022|site=Gouvernement.fr |consulté le=2023-04-21}}.</ref>.

Produire de l'hydrogène par voie chimique directe ou thermochimique reste plus efficace que par électrolyse{{Référence nécessaire|date=octobre 2019}}, mais la filière chimique est associée à des risques de pollution ou de génération de sous-produits toxiques lors de l'extraction de l'hydrogène.

Des procédés alternatifs électrolytiques, encore émergents ou marginaux, sont présentés ci-dessous.

==== Fractionnement photoélectrochimique de l'eau ====
Utiliser l'électricité produite par des systèmes [[Énergie solaire photovoltaïque|photovoltaïques]] est la façon la plus « [[Énergie propre|propre]] » de produire de l'hydrogène vert. L'eau est séparée en dihydrogène et dioxygène par électrolyse dans une [[cellule photoélectrochimique]] (PEC), éventuellement en présence d'un catalyseur, un procédé également nommé « [[photosynthèse artificielle]] ». Les recherches menées, en lien avec l'industrie photovoltaïque, concernent l'élaboration de [[Cellule photovoltaïque|cellules]] multijonctions plus efficaces et à durée de vie plus longue, ainsi que de « photoréacteurs ».
{{Article détaillé|Cellule photoélectrochimique}}

En 2019, le [[département de l'Énergie des États-Unis]] a lancé, dans le cadre de son programme de développement de réacteurs nucléaires avancés (''{{lang|en|Nuclear Energy’s Advanced Reactor Development Project}}''), quatre projets de démonstration de production d'hydrogène par des centrales nucléaires : un en {{date-|août 2019}} ([[Exelon]]) et trois en septembre : [[FirstEnergy|FirstEnergy Solutions]] (FES) dans sa [[centrale nucléaire de Davis-Besse]] dans l'Ohio, [[Xcel Energy]] dans l'une de ses deux centrales du Minnesota et [[Arizona Public Service]] (APS) dans sa [[centrale nucléaire de Palo Verde]], avec subventions et appui de plusieurs laboratoires de recherche publics. Ils s'agit notamment d'absorber la variabilité de la production par les énergies renouvelables<ref>{{en}} « [https://www.powermag.com/three-more-nuclear-plant-owners-will-demonstrate-hydrogen-production/ Three More Nuclear Plant Owners Will Demonstrate Hydrogen Production] », ''Powermag'', 11 septembre 2019.</ref>.

==== Électrolyse à haute température ====
{{Article détaillé|Électrolyse à haute température}}

Quand l'énergie est disponible sous forme de très haute température ([[centrale nucléaire]] ou moindrement [[Centrale solaire thermodynamique|concentration solaire thermique]]), la meilleure voie de production du dihydrogène pourrait être l'[[électrolyse à haute température]] (HTE). Contrairement à l'électrolyse à basse température, la HTE convertit davantage de chaleur initiale en énergie chimique (le dihydrogène), ce qui permet d'augmenter l'efficacité de conversion d'environ 50 %{{Référence nécessaire|date=octobre 2019}}. L'électrolyse à haute température est ainsi théoriquement plus efficace que le procédé à température ambiante (jusqu'à 92 % sur [[pouvoir calorifique supérieur]] (PCS)<ref>{{harvsp|Bellona|2002|id=Bellona2002|p=20}}.</ref>), puisqu'une partie de l'énergie nécessaire à la réaction est apportée via la chaleur, moins chère à obtenir que l'électricité, et que les réactions d'électrolyse ont un meilleur rendement à haute température.

Le [[Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux]] (Liten) du CEA, à Grenoble (Isère), développe l'électrolyse à haute température dont il estime le rendement supérieur de {{nobr|15 points}} à celui des technologies concurrentes, car {{citation|sous forme de vapeur, casser la molécule d'eau nécessite moins d'énergie}}. Il a créé pour cela en 2021 la coentreprise Genvia avec [[SLB (entreprise)|Schlumberger]], [[Vicat (entreprise)|Vicat]] et la région [[Occitanie (région administrative)|Occitanie]]<ref>[https://www.lesechos.fr/thema/articles/le-cea-liten-accelerateur-de-particules-dans-lhydrogene-1879308 Le CEA-Liten, « accélérateur de particules » dans l'hydrogène], ''[[Les Échos]]'', 16 novembre 2022.</ref>.

L'HTE a été démontrée en laboratoire, mais pas encore à échelle industrielle. Des [[prototype]]s de [[Réacteur nucléaire|réacteurs nucléaires]] dits [[Forum International Génération IV|« de quatrième génération »]] fonctionnent de {{tmp|850|1000|°C}}, température considérablement plus élevée que celle des réacteurs nucléaires actuels{{Référence nécessaire|date=octobre 2019}}. [[General Atomics]] prédit que le dihydrogène produit dans un [[réacteur nucléaire à très haute température]] coûterait {{unité|1,53|$/kg}}{{Référence nécessaire|date=octobre 2019}}. En 2003, le vaporeformage produisait du dihydrogène à {{unité|1,40|$/kg}}. En 2005, avec l'envolée du prix du pétrole, le prix du dihydrogène était de {{unité|2,70|$/kg}}. Par conséquent, pour les seuls États-Unis, une économie de dizaines de milliards de dollars par an est possible sur le dihydrogène produit par le nucléaire.

Une telle production [[Centralisation (histoire)|centralisée]] viserait un approvisionnement en hydrogène compétitif face au procédé de [[vaporeformage]].

=== Production biologique ===
==== Par fermentation ====
La production de dihydrogène par [[fermentation]] est la conversion de substrat organique en « [[Biogaz|biohydrogène]] » par divers groupes de [[bactérie]]s utilisant plusieurs systèmes d'[[enzyme]], impliquant trois étapes semblables à la [[Méthanisation|digestion anaérobie]]. On distingue et oppose :
* la [[photofermentation]], qui ne se produit qu'en présence d'une [[lumière]] suffisante, par exemple avec ''[[Rhodobacter|Rhodobacter sphaeroides]]'' SH2C qui peut être employée pour convertir de petites molécules d'[[acides gras]] en hydrogène<ref>{{article|langue=en|auteur1= YongZhen Tao |auteur2= Yang Chen |auteur3= YongQiang Wu |auteur4= YanLing He |auteur5= ZhiHua Zhou |titre= High hydrogen yield from a two-step process of dark-and photo-fermentation of sucrose |périodique= International Journal of Hydrogen Energy |éditeur= [[Elsevier (éditeur)|Elsevier]] |lieu= Oxford |volume= 32 |numéro= 2 |année= 2007 |pages= 200-206 |issn= 0360-3199 |résumé= http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=18477081}}.</ref>. L'{{Lien|langue=en|trad=Electrohydrogenesis|fr=électrohydrogenèse}} est utilisée dans la [[Pile à bactéries|pile à combustible microbienne]] ;
* la [[fermentation en obscurité]] (''{{lang|en|dark fermentation}}'' en anglais), qui résulte de l'action de bactéries capables de produire constamment l'[[hydrogène]] à partir de composés organiques (de jour comme de nuit).

Un prototype de bioréacteur à hydrogène utilisant des déchets comme matière première est opérationnel à l'usine de jus de raisin Welch, dans le nord-est de la [[Pennsylvanie]]{{Référence nécessaire|date=octobre 2019}}.

==== Photoproduction ====
{{Article détaillé|Production biologique d'hydrogène par des algues}}
[[Fichier:Algae hydrogen production.jpg|thumb|Production d'hydrogène par des algues.]]
Dans certains organismes comme les [[algue]]s ou les [[cyanobactéries]], et dans certaines conditions de croissance, une partie des électrons issus de la production [[photosynthétique]] d'oxygène peut être utilisée pour la [[Production biologique d'hydrogène par des algues|production d'hydrogène]]. Il ne s'agit pas d'un métabolisme naturel, et il n'est que transitoire parce que les enzymes [[hydrogénase]]s qui catalysent la production de dihydrogène sont inhibées par l'oxygène. Ce phénomène a été expliqué dans les {{nobr|années 1990}} et fait depuis l'objet de développements<ref>{{lien web|langue=en|url=https://www.theregister.co.uk/2006/02/24/pond_scum_breakthrough/ |titre=Pond life: the future of energy |sous-titre=Hydrogen-producing algae breakthrough |date=24 02 2006 |auteur= Christopher Williams |site= [[The Register]] |consulté le=03/10/2015}}.</ref>, ce qui ouvrirait la voie à l'exploitation.

==== Par la nitrogénase ====
Le dihydrogène est un sous-produit de la réaction de réduction bactérienne de l'azote en ammonium catalysée par la [[nitrogénase]]<ref>{{Article|langue=en|prénom1=Brian M. |nom1=Hoffman |prénom2=Dmitriy |nom2=Lukoyanov |prénom3=Zhi-Yong |nom3=Yang |prénom4=Dennis R. |nom4=Dean |titre=Mechanism of nitrogen fixation by nitrogenase: the next stage |périodique=Chemical Reviews |volume=114 |numéro=8 |date=2014-04-23 |issn=1520-6890 |pmid=24467365 |pmcid=4012840 |doi=10.1021/cr400641x |lire en ligne=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24467365/ |consulté le=2021-06-26 |pages=4041–4062}}.</ref>.

=== Production chimique ===
La production chimique de dihydrogène exploite une [[Réaction chimique|réaction]] de [[corrosion]] en [[solution aqueuse]].

Des différents métaux envisagés, l'[[aluminium]] et ses alliages sont parmi les plus appropriés pour le développement à venir<ref>{{article|langue=en|nom1= Wang |prénom1= H.Z. |nom2= Leung |prénom2= D.Y.C. |nom3= Leung |prénom3= M.K.H. |nom4= Ni |prénom4= M. |titre= A review on hydrogen production using aluminum and aluminum alloys |périodique= Renewable and Sustainable Energy Reviews |éditeur= [[Elsevier (éditeur)|Elsevier]] |volume= 13 |numéro= 4 |année= 2008 |pages= 845-853 |résumé= https://www.scopus.com/record/display.url?eid=2-s2.0-60049096697&view=basic&origin=inward&txGid=7tmJ4r3OwfBeSG1wyiRAiCi%3a2 |doi= 10.1016/j.rser.2008.02.009}}.</ref>. L'aluminium peut être stocké et transporté d'une manière simple, plus sûre et moins chère que le dihydrogène. Il est stable dans les conditions habituelles et beaucoup moins cher que le [[Tétrahydruroborate de sodium|borohydrure de sodium]] (NaBH<sub>4</sub>) ({{unité|3|$/kg}})<ref>http://www.lme.co.uk/dataprices_daily_metal.asp</ref>.

Les réactions de l'aluminium avec les solutions aqueuses d'[[hydroxyde de sodium]] sont les suivantes<ref>{{article|langue=en|nom= Belitskus |prénom= David |titre= Reaction of Aluminum with Sodium Hydroxide Solution as a Source of Hydrogen |périodique= Journal of The Electrochemical Society |éditeur= The Electrochemical Society |lieu= Pennington ([[New Jersey]]) |volume= 117 |numéro= 8 |année= 1970 |mois= aout |pages= 1097–1099 |issn= 0013-4651 |doi= 10.1149/1.2407730}}.</ref> :
: {{Formule chimique|2Al + 6H|2|O + 2NaOH → 2NaAl(OH)|4| + 3H|2}} (1) ;
: {{Formule chimique|NaAl(OH)|4| → NaOH + Al(OH)|3}} (2) ;
: {{Formule chimique|2Al + 6H|2|O → 2Al(OH)|3| + 3H|2}} (3).

Initialement, la réaction de la génération du dihydrogène (1) consomme de l'hydroxyde de sodium, mais lorsque la concentration d'[[aluminate de sodium]] est supérieure à la limite de saturation, l'aluminate subit une réaction de décomposition (2) qui produit un précipité cristallin, de l'[[hydroxyde d'aluminium]], avec la régénération de l'[[alcali]]. La réaction (2) a été étudiée en profondeur au sujet de la [[Pile à combustible|pile à aluminium]]. La réaction totale (1 et 2) de l'aluminium dans une solution aqueuse, qui génère du dihydrogène, est décrite par la réaction (3). Il a été démontré que ce processus est en mesure de produire du dihydrogène à partir de l'aluminium avec régénération des [[hydroxyde|ions hydroxyde]]<ref>{{article|langue=en|nom1= Soler |prénom1= Lluís |nom2= Macanás |prénom2= Jorge |nom3= Muñoz |prénom3= Maria |nom4= Casado |prénom4= Juan |titre= Aluminum and aluminum alloys as sources of hydrogen for fuel cell applications |périodique= [[Journal of Power Sources|J. Power Sources]] |éditeur= [[Elsevier (éditeur)|Elsevier]] |volume= 169 |numéro= 1 |année= 2007 |pages= 144–149 |résumé= https://www.scopus.com/record/display.url?eid=2-s2.0-34248401100&view=basic&origin=inward&txGid=7tmJ4r3OwfBeSG1wyiRAiCi%3a4 |doi= 10.1016/j.jpowsour.2007.01.080}}.</ref>. Un obstacle majeur à la production de dihydrogène par cette voie vient du fait que la surface de l'aluminium peut être facilement [[Passivation|passivée]]<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=D. |nom1=Stockburger |directeur1=Dennis A. Corrigan |prénom2=J.H. |nom2=Stannard |directeur2=Supramaniam Srinivasan |prénom3=B.M.L. |nom3=Rao |prénom4=W. |nom4=Kobasz |prénom5=C.D. |nom5=Tuck |titre=Hydrogen storage materials, batteries, and electrochemistry |lieu=Pennington (New Jersey) |éditeur=The Electrochemical Society |année=1992 |passage=431–444 |isbn=978-1-56677-006-4 |oclc=25662899 |lccn=92070850}}.</ref>, mais la passivation peut être minimisée en optimisant plusieurs paramètres expérimentaux tels que la température, la concentration de l'[[alcali]], la forme de la matière première (l'aluminium) et la composition de la solution.

Les systèmes de production de dihydrogène reposant sur la corrosion de l'aluminium n'ont pas besoin d'un apport de chaleur externe, puisque la corrosion de l'aluminium est une [[réaction exothermique]]. Celle-ci peut être obtenue dans des états de température et de pression douces, offrant une source de dihydrogène stable et compacte. Cette [[réaction d'oxydoréduction|réduction chimique]] est particulièrement adaptée pour les applications à distance, mobiles, ou marines. Un kilogramme d'aluminium produit environ {{unité|4|kWh}} d'énergie sous forme de dihydrogène<ref>{{Ouvrage|langue=en|prénom1=Steven C.|nom1=Amendola|directeur1=Catherine E. Grégoire Padró|prénom2=Michael|nom2=Binder|directeur2=Francis Lau|prénom3=Michael T.|nom3=Kelly|prénom4=Phillip J.|nom4=Petillo|prénom5=Stefanie L.|nom5=Sharp-Goldman|titre=Advances in Hydrogen Energy|lieu=New York|éditeur=[[Springer Verlag|Kluwer Academic Publishers]]|année=2000|pages totales=192 |passage=69–86 |isbn=978-0-306-46429-4 |isbn2=978-0-306-46922-0 |lccn=00055103 |doi=10.1007/0-306-46922-7_6|lire en ligne=https://books.google.com/books?id=9HA74uAoALMC&printsec=frontcover|titre chapitre=A Novel Catalytic Process for Generating Hydrogen Gas from Aqueous Borohydride Solutions}}.</ref> et, pour un objectif de génération de dihydrogène de 100 % d'efficacité, il est possible de parvenir à une capacité gravimétrique d'hydrogène de 11,2 %m H<sub>2</sub>, qui est une valeur significative à l'accomplissement des objectifs de recherche du [[département de l'Énergie des États-Unis]]<ref>{{en}} http://www.sc.doe.gov/bes/hydrogen.pdf {{pdf}}.</ref>. Cette capacité gravimétrique d'hydrogène peut être augmentée en utilisant une combinaison d'aluminium et de [[tétrahydruroborate de sodium]] (NaBH<sub>4</sub>)<ref>{{article|langue= en |nom1= Soler |prénom1= Lluís |nom2= Macanás |prénom2= Jorge |nom3= Muñoz |prénom3= Maria |nom4= Casado |prénom4= Juan |titre= Synergistic hydrogen generation from aluminum, aluminum alloys and sodium borohydride in aqueous solutions |périodique= International Journal of Hydrogen Energy |éditeur= [[Elsevier (éditeur)|Elsevier]] |volume= 32 |numéro= 18 |année= 2007 |pages= 4702–4710 |issn= 0360-3199 |résumé= https://www.scopus.com/record/display.url?eid=2-s2.0-36549086695&view=basic&origin=inward&txGid=7tmJ4r3OwfBeSG1wyiRAiCi%3a6 |doi= 10.1016/j.ijhydene.2007.06.019}}.</ref>.

Le magnésium est également considéré<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Génération d’hydrogène par hydrolyse en présence de magnésium |url=https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/energies-th4/procedes-de-production-de-l-hydrogene-42710210/generation-d-hydrogene-par-hydrolyse-en-presence-de-magnesium-re188/ |site=[[Techniques de l'ingénieur]] |consulté le=2023-06-20}}.</ref>.

=== Production thermochimique ===
Certains procédés [[Thermochimie|thermochimiques]] peuvent produire du dihydrogène et du dioxygène à partir d'eau et de chaleur sans utiliser d'électricité. Étant donné que le seul apport énergétique pour de tels processus est la chaleur, ils peuvent être plus efficaces que l'électrolyse à haute température, {{c'est-à-dire|car l'efficacité de la [[production d'électricité]] est intrinsèquement limitée|date=juin 2023}}. La production thermochimique de dihydrogène utilisant l'énergie chimique du charbon (''hydrogène noir'' ou ''brun''<ref name="color" />) ou du gaz naturel n'est généralement pas considérée, parce que la voie chimique directe est plus efficace.

Des centaines de cycles thermochimiques ont été présélectionnés. Certains des plus prometteurs comprennent :
* [[cycle soufre-iode]] (cycle IS) ;
* [[Chlorure de cérium(III)|chlorure de cérium]] (cycle Ce-Cl) ;
* {{page h|chlorure de fer}} (cycle Fe-Cl) ;
* [[iodure de magnésium]] (cycle Mg-I) ;
* [[chlorure de vanadium]] (cycle V-Cl) ;
* [[sulfate de cuivre]] (cycle {{fchim|Cu-SO|4}}).

Des variantes « hybrides » exploitent des cycles thermochimiques comprenant une étape [[Électrochimie|électrochimique]] :
* cycle hybride soufre ;
* cycle cuivre-chlore (Cu-Cl).

Pour tous les procédés thermochimiques, la réaction résumée est celle de la décomposition de l'eau :
:<math>\rm H_2 O \text{ } \stackrel {chaleur} {\rightleftharpoons} \text{ } H_2 + {1 \over 2} O_2</math>.

Tous les autres produits chimiques utilisés sont recyclés.

Aucun des processus thermochimiques de production d'hydrogène n'a été appliqué à un niveau de production, bien que plusieurs aient été démontrés en laboratoire.

=== À partir des sables bitumineux ===
En {{date-|août 2019}}, la société canadienne Proton Technologies expose un nouveau procédé d'extraction de l'hydrogène des sables bitumineux du Canada<ref>{{Article |langue=en |titre=Clean Hydrogen Production (Only!) from Heavy Oil Reservoir |auteur=Ian Gates |et al.=oui |url=https://goldschmidt.info/2019/abstracts/abstractView?id=2019005322 |périodique=Goldschmidt Abstract |lieu=Barcelone |date=2019 |consulté le=23 août 2019}}.</ref>. Il repose sur l'injection d'oxygène dans des sables bitumineux, qui élève la température et libère de l’hydrogène. Celui-ci peut ensuite être séparé des autres gaz via des filtres idoines, ce qui ne laisse remonter en surface que l'hydrogène pur. Cette technologie permettrait d'extraire l'hydrogène d'une manière beaucoup plus propre que tous les procédés connus jusqu'alors, et pour un coût moindre<ref>[https://trustmyscience.com/nouvelle-methode-peremet-extraire-hydrogene-petrole-bitume/ « Une nouvelle méthode non-polluante permet d’extraire de l’hydrogène à partir de pétrole et de bitume »], Trust My Science, 22 août 2019, citant {{Article |langue=en |auteurs=I. Gates, J. Wang, G. Strem et S. Afshordi |titre=Clean Hydrogen Production (Only!) from Heavy Oil Reservoir |url=https://goldschmidt.info/2019/abstracts/abstractView?id=2019005322 |périodique=Goldschmidt Abstracts |lieu=Barcelone |page=1098 |date=18-23 août 2019 |consulté le=2021-06-01}}.</ref>.

=== Par pyrolyse plasmatique ===
La pyrolyse plasmatique consiste à casser directement par [[État plasma|plasma]] la molécule du méthane ({{CH4}}) en hydrogène et en carbone. Celui-ci est obtenu sous forme de poudre impalpable de [[noir de carbone]], sans aucune production de {{CO2}}. La consommation d’électricité est de quatre à cinq fois moindre que celle de l'électrolyse. La poudre de carbone peut être revendue à certaines industries (pneumatiques, par exemple). Ce procédé est developpé par la startup française Spark Cleantech en partenariat avec le CNRS<ref>{{Lien web |titre=Spark Cleantech |url=https://www.youtube.com/watch?v=nh4NhvOm2kU |date=23 septembre 2024 |consulté le=23 septembre 2024}}.</ref>{{secnec|date=septembre 2024}}.

=== Autres méthodes ===
* L'[[électrolyse chlore-soude]], à partir de [[saumure]] (eau chargée en [[Chlorure de sodium|sel]]) et d'[[énergie électrique]], produit également du dihydrogène, en même temps que du [[dichlore]] et de la [[Hydroxyde de sodium|soude]].
* Le [[reformage]] [[État plasma|plasma]], qui permet de décomposer un hydrocarbure en hydrogène et carbone<ref>{{harvsp|AFHYPAC|2014|id=AFHYPAC311}}.</ref>{{,}}<ref>{{harvsp|Bellona|2002|id=Bellona2002|p=19}}.</ref>.
* Le [[craquage de l'eau par photocatalyse]] fait appel à des photons de diverses longueurs d'onde et à des catalyseurs, éventuellement [[Dopage (semi-conducteur)|dopés]] par des cocatalyseurs qui améliorent les performances du système.

== Notes et références ==
{{Références}}
{{Traduction/Référence|en|Hydrogen production|237849569}}

== Annexes ==
{{Autres projets|commons = Hydrogen production}}

=== Articles connexes ===
{{Début de colonnes|taille=20}}
* [[Hydrogène]]
* [[Économie hydrogène]]
* [[Hydrogène vert]]
* [[Véhicule à hydrogène]]
* [[Station à hydrogène]]
* [[Électrolyse de l'eau]]
* [[Reformage du méthane]]
* [[Ammoniac#Production industrielle|Production d'ammoniac]]
* [[Réacteur nucléaire à très haute température]]
* [[Vecteur énergétique]]
* [[Stockage d'hydrogène]]
* [[Technologie de l'hydrogène]]
* [[Chronologie des technologies de l'hydrogène]]
* [[Détection de fuite]]
* {{Lien|langue=en|trad=Hydrogen leak testing|fr=Détection de fuite d'hydrogène}}
* ''{{Lien|langue=en|trad=The Hype about Hydrogen|fr=The Hype about Hydrogen}}''
{{Fin de colonnes}}

=== Liens externes ===
* [http://www.hydrogen.energy.gov/annual_progress07_production.html U.S. DOE 2007-Technical progress in hydrogen production]
* [http://www.fe.doe.gov/programs/fuels/hydrogen/Hydrogen_from_Coal_R&D.html U.S. DOE Hydrogen from Coal Research]
* [http://www.nrel.gov/hydrogen/proj_production_delivery.html U.S. NREL article on hydrogen production]
* [http://www.world-nuclear.org/info/inf70.html Article advocating the use of nuclear power to produce hydrogen]
* [http://www3.imperial.ac.uk/newsandeventspggrp/imperialcollege/newssummary/news_1-12-2006-11-4-23?newsid=3016 Génie génétique des protéines du sang peut être utilisé pour produire du gaz hydrogène à partir de l'eau]
* [http://www.greencarcongress.com/biohydrogen/index.html Bio-hydrogène]
* [http://www.centralehydrogene.eu/ Ressources sur les centrales à hydrogène]

=== Bibliographie ===
{{Légende plume}}
* {{Ouvrage |langue=en-GB |titre=Global Hydrogen Review 2022 |éditeur=[[Agence internationale de l'énergie]] |date=09/2022 |pages totales=284 |présentation en ligne=https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-2022 |lire en ligne=https://iea.blob.core.windows.net/assets/c5bc75b1-9e4d-460d-9056-6e8e626a11c4/GlobalHydrogenReview2022.pdf |accès url=libre |format électronique=pdf |consulté le=2023-06-06 |id=AIE2022 |plume=oui}}
* {{Chapitre |auteur1=Thierry Alleau |titre chapitre=Production d’hydrogène par électrolyse de l’eau |numéro chapitre=3.2.1 |titre ouvrage=Mémento de l’hydrogène |éditeur=Association française pour l'hydrogène et les piles à combustible (AFHYPAC) |mois=01 |année=2017 |lire en ligne=http://www.afhypac.org/documents/tout-savoir/Fiche%203.2.1%20-%20Electrolyse%20de%20l%27eau%20revjanv2017%20ThA.pdf |format électronique=pdf |consulté le=11/12/2019 |id=AFHYPAC321 |plume=oui}}
* [[Conseil général de l'environnement et du développement durable|CGEDD]], [[Conseil général de l'économie, de l'industrie, de l'énergie et des technologies|CGE]], [http://cgedd.documentation.developpement-durable.gouv.fr/documents/cgedd/010177-01_rapport.pdf ''Filière hydrogène-énergie''] (rapport {{n°|010177-01}}), {{date-|septembre 2015}} (rendu public le {{date-|3 mai 2016}}), 161 p. {{pdf}} ; [https://cgedd.documentation.developpement-durable.gouv.fr/notice?id=Affaires-0008994 résumé].
* {{Chapitre |nom1=Jean-Pierre Jonchère |titre chapitre=Production d’hydrogène à partir des procédés de reformage et d’oxydation partielle |numéro chapitre=3.1.1 |titre ouvrage=Mémento de l’hydrogène |éditeur=Association française pour l'hydrogène et les piles à combustible (Afhypac) |mois=09 |année=2014 |lire en ligne=http://www.afhypac.org/documents/tout-savoir/fiche_3.1.1_production_partir_de_fossiles_rev.sept2014_ta.pdf |format électronique=pdf |consulté le=11/12/2019 |id=AFHYPAC311 |plume=oui}}
* {{Ouvrage |langue=en |auteur1=Bjørnar Kruse |auteur2=Sondre Grinna |auteur3=Cato Buch |titre=Hydrogen |sous-titre=Status og muligheter |éditeur=[[Fondation Bellona|Bellona]] |nature ouvrage=rapport {{n°|6}} |année=2002 |pages totales=53 |format=pdf |isbn= |lire en ligne=https://network.bellona.org/content/uploads/sites/3/Hydrogen_6-2002.pdf |consulté le=4 septembre 2015 |id=Bellona2002 |plume=oui}}
* [[Jeremy Rifkin]], ''L'économie hydrogène : après la fin du pétrole, la nouvelle révolution économique'', La Découverte, 2002.

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[[Catégorie:Production d'hydrogène| ]]
[[Catégorie:Technologie de l'hydrogène]]