L’hydrogène souffre du problème classique de la poule et de l’œuf : il n’y a pas assez de demande pour inciter les fournisseurs à entrer dans le jeu, et il n’y a pas assez d’offre pour faciliter une demande suffisante.
Une startup pense avoir une solution pour les deux parties.
Celadyne, basée à Chicago, a développé un revêtement de nanoparticules qui peut être appliqué aux membranes existantes des piles à combustible et des électrolyseurs. Ce matériau pourrait considérablement améliorer la durabilité des modèles de piles à combustible existants tout en améliorant l’efficacité de la production d’hydrogène de 15 à 20 %, a déclaré Gary Ong, fondateur et PDG de l’entreprise.
Celadyne a récemment levé un tour de table de 4,5 millions de dollars, a appris TechCrunch en exclusivité. Le cycle a été mené par Dynamo Ventures et Maniv avec la participation d’EPS Ventures. Le financement sera utilisé pour fabriquer davantage de matériaux afin que l’entreprise puisse effectuer davantage de tests pour prouver sa durabilité et son efficacité.
Alors qu’Ong élaborait ses premiers plans d’affaires, il a entendu certains experts plaider en faveur d’une approche axée sur la demande, tandis que d’autres préconisaient de s’attaquer d’abord à l’offre.
« La vérité est qu’il s’agit en fait des deux », a déclaré Ong à TechCrunch. « Nous pensons que l’hydrogène est nécessaire pour la décarbonisation industrielle, et nous craignons vraiment que tout le monde ne s’attaque à un côté du problème, pas à l’autre. »
Pour fabriquer de l’hydrogène et l’utiliser, les ingénieurs effectuent la même réaction chimique de base dans un sens ou dans l’autre. Exécutez-le dans un sens et vous utilisez de l’électricité pour produire de l’hydrogène et de l’oxygène à partir de l’eau. C’est ce qu’on appelle un électrolyseur. Faites-le dans l’autre sens et vous produisez de l’électricité et de l’eau à partir d’hydrogène et d’oxygène. C’est ce qu’on appelle une pile à combustible. Les piles à combustible et les électrolyseurs ont chacun des ajustements pour les aider à exécuter leur moitié du cycle plus efficacement, mais au fond, ils ont essentiellement la même conception.
Dans les deux cas, il existe un risque que l’hydrogène s’infiltre à travers la membrane échangeuse de protons (PEM) qui sépare un côté de l’autre. Si l’hydrogène traverse l’atmosphère, cela réduit la durabilité des piles à combustible et peut créer des conditions dangereuses dans les électrolyseurs.
Comme la membrane doit encore être perméable à l’hydrogène, les scientifiques ne peuvent pas bloquer entièrement les protons. Au lieu de cela, ils tentent de ralentir le taux de croisement. Cela signifie généralement augmenter l’épaisseur de la membrane. Malheureusement, des membranes plus épaisses privent le système de son efficacité et ne résolvent pas totalement les problèmes de durabilité auxquels sont confrontées les piles à combustible. Puisque l’hydrogène n’est pas bon marché à produire, chaque petit geste compte.
Celadyne affirme que sa technologie permet des membranes plus fines. Selon un brevet déposé par l’entreprise, les membranes sont recouvertes d’un oxyde métallique cristallin, comme l’oxyde de titane. Pour fabriquer le matériau fini, Celadyne insère une étape dans le processus traditionnel roll-to-roll de production de membranes. « Le reste est préservé », a déclaré Ong. Cela devrait contribuer à réduire les coûts de production globaux.
Un échantillon de la membrane de Celadyne se trouve dans une vitrine du laboratoire de l’entreprise. Crédits images : Céladyne
La loi sur la réduction de l’inflation prévoit un crédit d’impôt pour la production d’hydrogène vert de 3 dollars par kilogramme d’hydrogène, et grâce à cela, le revêtement de Celadyne peut réduire le coût de production d’hydrogène à 1 dollar par kilogramme aujourd’hui, a déclaré Ong. C’est un coût auquel beaucoup pensent que l’hydrogène deviendra compétitif par rapport aux combustibles fossiles pour une gamme d’applications.
Ong a déclaré que Celadyne était en pourparlers avec des constructeurs automobiles et leur avait envoyé des matériaux de membrane pour validation. (Toyota n’est pas un investisseur, mais a conseillé la startup dans le cadre du programme Spoutnik Accelerator.) Celadyne a également signé un accord avec un partenaire de réseau du Nord-Est pour un projet d’électrolyseur.
La startup vendra dans un premier temps des matériaux membranaires aux entreprises automobiles et de camionnage pour les utiliser dans leurs piles à combustible. Avec les revenus de ces ventes, elle prévoit de commencer à construire des électrolyseurs dans la gamme de 1 MW à 10 MW, puis de les vendre aux services publics et aux sociétés pétrolières et gazières.
Le modèle commercial de Celadyne aborde intelligemment les deux aspects du problème de la poule et de l’œuf, même si son succès dans l’un ou l’autre dépendra fortement de sa capacité à accroître la production de son revêtement de nanoparticules. L’entreprise a du pain sur la planche : s’attaquer aux deux côtés du marché, en particulier celui qui est aussi sous-développé que l’hydrogène, est un défi de taille pour une startup en phase d’amorçage. Là encore, les startups ne réussissent pas en visant bas.