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Technologie et sciences

Des chercheurs de la Nouvelle-Écosse aident à reconstituer les pièces du puzzle de l’hydrogène vert

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Dans un laboratoire niché au quatrième étage du bâtiment de chimie de l’Université Dalhousie, le professeur agrégé Mita Dasog pointe du doigt un tube illuminé contenant un liquide brun, qui, espèrent les chercheurs, aidera la société à se détourner des combustibles fossiles.

Le tube représente une partie des travaux du laboratoire sur la production d’hydrogène vert par photosynthèse artificielle.

« Nous essayons essentiellement d’imiter ce que font les plantes », explique Dasog.

Cela fait partie d’une gamme de recherches que le laboratoire entreprend qui comprend également des recherches sur les moyens de réduire les coûts, ainsi que de travailler avec des « technologies alternatives ».

Les gouvernements provincial et fédéral ont fixé des objectifs ambitieux pour la production d’hydrogène vert. Le gouvernement fédéral prévoit de commencer les expéditions d’hydrogène vert vers l’Allemagne d’ici 2025. La Nouvelle-Écosse vise à commencer à accorder des baux en 2030 pour l’éolien offshore qui soutiendrait la production d’hydrogène vert.

Mais alors même que l’intérêt pour l’hydrogène vert grandit, les défenseurs et les chercheurs affirment qu’il reste encore des obstacles à surmonter avant que la promesse de soutenir la transition énergétique puisse être tenue.

Le problème du coût

Presque tout l’hydrogène actuellement produit au Canada provient de combustibles fossiles — l’hydrogène dit « gris » et « noir » — qui contribue aux émissions de gaz à effet de serre.

Mais il peut également être fabriqué à partir d’eau, en utilisant l’électricité pour diviser les molécules en hydrogène et en oxygène par un processus appelé électrolyse. Lorsque cette électricité provient de sources renouvelables, le résultat est connu sous le nom d’hydrogène vert.

Mais le produire coûte cher, dit Dasog. Le coût est environ trois fois plus élevé que celui de l’hydrogène gris, en partie parce que des métaux précieux et rares comme le platine et l’iridium sont utilisés dans l’électrolyse. Le laboratoire de Dasog étudie donc des matériaux qui ont les mêmes propriétés mais qui sont plus abondants, ce qui réduirait le coût.

Après avoir examiné « des centaines et des centaines de matériaux », dit Dasog, ils ont trouvé une alternative moins chère qui fonctionne aussi bien que le platine.

L’une des limites actuelles de l’hydrogène vert est qu’il nécessite d’importantes quantités d’énergie pour être produit. (Andrew Vaughan/La Presse canadienne)

Mais les travaux du laboratoire axés sur la photosynthèse artificielle pourraient réduire les coûts d’une autre manière – en supprimant complètement le besoin d’électricité.

Cette approche utilise ce qu’on appelle un photocatalyseur. Dans le laboratoire de Dasog, ils utilisent des matériaux en silicium qui sont plus fins qu’un milliardième de mètre de diamètre et absorbent la lumière du soleil comme le font les feuilles des plantes. Ces minuscules photocatalyseurs peuvent être mis en suspension dans l’eau, ou peints ou imprimés sur une surface, et réagir avec le liquide environnant.

« Nous pouvons utiliser directement la lumière du soleil, tout comme les plantes le font pour séparer l’eau afin de produire cet hydrogène », dit-elle. « Nous supprimons donc les coûts en capital associés à la production d’électricité. »

Sarrah Putwa, étudiante diplômée du laboratoire Dasog, pose avec une installation de photosynthèse artificielle que le laboratoire utilise pour produire de l'hydrogène vert.
L’étudiante diplômée Sarrah Putwa au travail dans le laboratoire Dasog. Elle se concentre sur les moyens d’améliorer la longévité des nanoparticules de silicium utilisées dans un processus qui produit de l’hydrogène vert par photosynthèse artificielle. (Moira Donovan)

Sarrah Putwa est une étudiante diplômée du laboratoire de Dasog qui travaille à l’amélioration de la longévité des nanoparticules, ce qui rendrait la technologie plus polyvalente.

« Nous pourrions faire couler de l’eau sur un lit de ces photocatalyseurs, et il y aurait de l’hydrogène produit », dit-elle.

Putwa est originaire de Tanzanie, un pays d’Afrique de l’Est très vulnérable aux effets du changement climatique, et se dit motivée par le potentiel de la technologie.

« Travailler sur un projet qui permet la production de manière durable, je comprends que cela ne résoudra pas la crise énergétique, mais cela joue certainement un rôle important pour l’atténuer. »

Alors qu’une approche similaire a été utilisée dans un projet pilote au Japon, la photosynthèse artificielle n’existe pas encore au niveau commercial. Une partie du problème, dit Dasog, est qu’il y a eu un manque d’investissement dans le domaine, un défi qui a également été identifié dans le rapport du gouvernement fédéral stratégie hydrogène.

« Maintenant, il y a un intérêt soudain et les gens veulent ces technologies matures qui n’existent malheureusement pas », dit-elle, « ils n’ont pas pu passer du laboratoire au marché parce que nous n’avons pas eu les mécanismes de financement pour le faire ».

Les énergies renouvelables « devraient être une priorité »

Certains défenseurs affirment que l’accent fédéral et provincial sur le développement de l’hydrogène vert pour l’exportation ignore également une autre partie de la transition énergétique : l’utilisation des énergies renouvelables pour alimenter directement le réseau.

Brenna Walsh, coordonnatrice de l’énergie au Ecology Action Centre de Halifax, affirme que l’hydrogène vert pourrait aider à remédier à l’intermittence des énergies renouvelables. Par exemple, en utilisant l’énergie éolienne pour générer de l’hydrogène lorsqu’un excès d’énergie est produit, cette énergie pourrait être stockée lorsque le vent ne souffle pas.

Mais produire de l’hydrogène vert est une utilisation moins efficace des énergies renouvelables que de simplement diriger cette énergie vers le réseau, dit Walsh.

Des éoliennes géantes sont vues au large des côtes du Sussex, en Angleterre, en septembre 2017. L’énergie éolienne pourrait aider à alimenter la production d’hydrogène. (Mike Hewitt/Getty Images)

« Nous avons actuellement un réseau à 50 % [fuelled by] charbon. Et donc si nous pouvons avoir cette énergie renouvelable qui remplace directement les combustibles fossiles, c’est quelque chose qui devrait être prioritaire », dit-elle.

« Se concentrer sur le type d’énergies renouvelables en place – éolienne et solaire – et sur la manière dont nous pouvons les transférer sur le réseau de manière efficace, devrait être, je pense, une priorité plus élevée. »

Néanmoins, Walsh affirme que l’hydrogène a toujours un rôle à long terme dans les secteurs difficiles à décarboner, tels que les engrais, l’aviation, le transport maritime et le camionnage longue distance.

Entreposage, enjeux de transport

Certaines des recherches en cours dans le laboratoire de Dasog pourraient être appliquées dans ces contextes. Un exemple est un projet de fabrication d’hydrogène à partir d’une poudre qui a reçu un financement d’Innovacorp pour passer à l’échelle commerciale.

Cela pourrait faciliter le transport et le stockage de l’hydrogène.

Parce que l’hydrogène est un gaz, il occupe un grand volume. Des projets d’exportation ont été proposés en Nouvelle-Écosse pour le convertir en ammoniac ou pour le comprimer, mais ces deux processus nécessitent de l’énergie.

Les entreprises ont également obtenu des licences pour explorer l’utilisation des cavernes de sel de la Nouvelle-Écosse pour le stockage, et la province a récemment modifié la Loi sur le stockage souterrain des hydrocarbures pour inclure l’hydrogène.

Sarah Martell, doctorante au laboratoire Dasog, présente une configuration qui produit de l'hydrogène à la demande grâce à l'utilisation de poudre de silicium.
Sarah Martell, doctorante au laboratoire Dasog, travaille sur un procédé de production d’hydrogène vert à la demande à partir de poudre de silicium, d’eau et d’un matériau de base. Aucune électricité n’est nécessaire. (Moira Donovan)

La recherche au laboratoire de Dasog offre un autre type de solution de stockage – en utilisant du silicium en poudre pour générer de l’hydrogène par une réaction chimique selon les besoins.

« C’est de l’hydrogène, mais sous une forme différente », explique Sarah Martell, doctorante au laboratoire Dasog qui étudie l’hydrogène à la demande. « Il est plus facile de transporter un pot de cette poudre brune que de trimballer un réservoir d’essence, par exemple. Ainsi, associé à une pile à combustible portable, vous pouvez obtenir de l’électricité chaque fois que vous en avez besoin. »

Martell dit qu’ils ont testé le processus pour montrer qu’il fonctionne aussi bien avec l’eau du port d’Halifax qu’avec l’eau du robinet.

Le silicium lui-même pourrait être fabriqué à partir de diverses sources – telles que du sable, des emballages recyclés ou des enveloppes de céréales – ce qui permettrait de l’adapter au contexte local.

« Nous ne voulons pas qu’une région ait le monopole de ce matériau », déclare Dasog.

Il pourrait être utilisé pour alimenter des véhicules légers, comme source d’alimentation dans des régions éloignées ou dans des situations d’urgence.

Avec cela et d’autres moyens de produire de l’hydrogène vert, Dasog dit qu’il est important de se rappeler qu’il ne s’agit pas seulement d’un carburant, mais d’un moyen d’aider d’autres secteurs à se décarboner.

« Cela va avoir un impact sur de nombreux secteurs différents, et je pense qu’il est important de le souligner, car la portée est assez large et les opportunités sont assez larges. »

Et même si l’hydrogène vert ne résoudra pas à lui seul la crise énergétique, dit Dasog, les innovations sur lesquelles travaille son laboratoire pourraient faire partie du puzzle.

« Nous avons vraiment besoin de plusieurs solutions. »

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Une capsule radioactive reste perdue en Australie, une société minière s’excuse

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Une société minière s’est excusée dimanche pour avoir perdu une capsule hautement radioactive sur un tronçon de 1 400 kilomètres de l’Australie-Occidentale, alors que les autorités parcouraient des parties de la route à la recherche de la substance minuscule mais dangereuse.

La capsule faisait partie d’un appareil qui serait tombé d’un camion alors qu’il était transporté entre un site minier du désert et la ville de Perth le 10 janvier.

Le camion transportant la capsule est arrivé à un dépôt de Perth le 16 janvier. Les services d’urgence ont été informés de la capsule manquante le 25 janvier.

Les services d’urgence d’Australie-Occidentale ont fait appel à d’autres États australiens et au gouvernement fédéral pour les aider à trouver la capsule car ils manquent d’équipement. La capsule mesure huit millimètres sur six millimètres, et les gens ont été avertis qu’elle aurait pu, sans le savoir, se loger dans les pneus de leur voiture.

La source en céramique de césium 137, couramment utilisée dans les jauges de rayonnement, émet des quantités dangereuses de rayonnement, équivalant à recevoir 10 rayons X en une heure, a déclaré le directeur de la santé de l’Australie-Occidentale, le Dr Andrew Robertson. Cela pourrait causer des brûlures de la peau et une exposition prolongée pourrait causer le cancer.

La capsule est montrée dans ce graphique à côté d’une pièce australienne de 10 cents. (Département des pompiers et des services d’urgence / Gouvernement d’Australie-Occidentale)

« Donc, si vous avez un contact ou si vous l’avez près de vous, vous pourriez soit vous retrouver avec des lésions cutanées, y compris des brûlures cutanées sur une période de temps. Et si vous l’avez assez longtemps près de vous, cela pourrait provoquer ce qu’on appelle la maladie aiguë des radiations. ; maintenant, cela prendra un certain temps », a déclaré Robertson vendredi.

Le directeur général du géant minier Rio Tinto Iron Ore, Simon Trott, a déclaré que la société prenait l’incident très au sérieux et s’est excusé d’avoir suscité l’inquiétude du public.

L’intégralité de l’itinéraire de transport peut être recherché

« Nous reconnaissons que cela est clairement très préoccupant et sommes désolés pour l’alarme que cela a provoquée dans la communauté d’Australie occidentale », a déclaré Trott. « En plus de soutenir pleinement les autorités compétentes, nous avons lancé notre propre enquête pour comprendre comment la capsule a été perdue pendant le transport. »

La recherche a impliqué des personnes scannant les niveaux de rayonnement de l’appareil le long des routes utilisées par les camions, les autorités indiquant que l’intégralité de l’itinéraire de transport pourrait devoir être recherchée.

Le Département des incendies et des services d’urgence d’Australie-Occidentale (DFES) a annoncé publiquement que la capsule avait disparu vendredi, deux jours après avoir été notifiée par Rio Tinto.

Les vibrations pourraient avoir délogé la capsule

Les autorités ont déclaré qu’elles pensaient que les vibrations le long de la voie de transport avaient provoqué le déplacement d’un boulon du conteneur dans lequel la capsule était transportée, la capsule tombant ensuite à travers le trou et d’un camion à plateau.

« La capsule semble avoir été perdue pendant le transport entre les sites miniers au nord de Newman et au nord-est ou dans les parties nord-est de Perth », a déclaré le surintendant en chef du DFES Country North, David Gill.

Trott a déclaré que l’entrepreneur était qualifié pour transporter l’appareil et qu’il avait été confirmé qu’il se trouvait à bord du camion par un compteur Geiger avant de quitter la mine.

La police a déterminé que l’incident était un accident et aucune accusation criminelle n’est probable.

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« Pas de grognements, pas de grognements »: un coyote blessé retiré après s’être réfugié dans un magasin de Charlottetown

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Un coyote qui semblait avoir la gale et une blessure à la jambe a trouvé refuge à l’extérieur d’un magasin de matériaux de construction à Charlottetown où des employés l’ont surveillé jusqu’à ce qu’il soit ramassé et emmené au Collège vétérinaire de l’Atlantique.

Mary Rose Carson, une stagiaire de PEI Wildlife Rescue and Rehabilitation, est arrivée samedi à Kent Building Supplies avec son grand filet de pêche après avoir reçu un appel d’un employé du magasin qui avait tenté en vain d’appeler les responsables provinciaux de la faune.

« Cela n’avait pas l’air très sain. Ils soupçonnaient la gale et étaient peut-être heurtés par un véhicule. Ils n’étaient pas tout à fait sûrs », a déclaré Carson.

« Il était accroupi derrière une poubelle et le bâtiment. »

Clients curieux redirigés

Alors que les employés de Kent redirigeaient les clients vers une autre entrée, Carson et d’autres employés ont pu amadouer le coyote dans le filet, puis dans un grand sac en plastique. Ils ont percé des trous dans le bac et l’ont attaché avec des sangles.

« Il n’a vraiment pas combattu. Il n’y a pas eu de grognements, pas de grognements, pas d’aboiements. Il n’y a pas de riposte du tout », a déclaré Carson.

Mary Rose Carson a pu sauver le coyote avec un grand filet de pêche. (Sam Mc Leod)

Personne du Collège vétérinaire de l’Atlantique n’était disponible pour confirmer à CBC ce qui est arrivé au coyote après qu’il a été déposé. Mais Candy Gallant, qui dirige PEI Wildlife Rescue and Rehabilitation, a déclaré qu’elle pensait qu’il avait été euthanasié.

PEI Wildlife Rescue and Rehabilitation n’est pas autorisé à réhabiliter des coyotes blessés à l’Î. Chaque fois qu’elle l’emmenait chez un vétérinaire, il fallait l’euthanasier.

S’il voulait se lever et s’enfuir, il le pouvait, mais il ne le voulait pas.—Mary Rose Carson

« Il est assez rare d’avoir un coyote en bonne santé que quelqu’un puisse attraper pour une raison quelconque. Ils se méfient beaucoup des gens. Ils sont très rapides, ils sont très intelligents. Donc, même piéger un coyote est délicat. »

Carson a félicité les employés de Kent d’avoir éloigné les clients curieux du coyote et d’avoir empêché l’animal de s’agiter.

« Personne n’a été blessé. Je veux dire, la menace et la possibilité étaient là, mais je veux dire, nous n’allions pas directement dans l’espace du coyote. Nous lui donnions beaucoup de place. S’il voulait se lever et s’enfuir, il pouvait, mais il ne voulait pas. »

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La croissance de la population d’étourneaux est un récit édifiant, selon un expert de la Nouvelle-Écosse

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Les écologistes de la Nouvelle-Écosse ont depuis longtemps mis en garde contre les dangers que les espèces végétales et animales envahissantes peuvent représenter pour les écosystèmes indigènes.

L’étourneau sansonnet en est un bon exemple, selon Kristen Noel, superviseur de conseil au Nova Scotia Invasive Species Council.

Le bruyant étourneau sansonnet, un spectacle courant en Nouvelle-Écosse avec son plumage foncé irisé, n’est pas, comme son nom l’indique, originaire d’Amérique du Nord.

Des espèces aquatiques prédatrices comme le brochet maillé et l’achigan à petite bouche ont été introduites comme poissons de sport dans les années 1900 et sont maintenant largement répandues dans la province, selon Noel.

De même, des insectes introduits comme le puceron lanigère de la pruche et l’agrile du frêne menacent les arbres locaux.

« L’étourneau sansonnet est un excellent exemple de ce qui peut arriver lorsque vous relâchez des espèces qui ne sont pas indigènes à un environnement », a déclaré Noel.

L’étourneau s’emparera souvent des sites de nidification des espèces indigènes. (Neville Webb)

Les oiseaux sont connus pour avoir été introduits dans la nature au cours du 19ème siècle.

Noel a déclaré que l’on pense que la population a commencé avec 50 couples reproducteurs relâchés dans Central Park à New York à la fin des années 1890.

Une étude récente de l’Université Duke suggère que les oiseaux pourraient, en fait, avoir été relâchés à plusieurs endroits, y compris au Québec, à divers moments au cours du 19e siècle.

200 millions d’étourneaux

Aujourd’hui, on estime qu’il y a environ 200 millions d’étourneaux en Amérique du Nord, de l’Alaska au Mexique.

Une grande partie du succès des étourneaux dans leur nouvel environnement, a déclaré Noel, peut être attribuée à leur taux de reproduction rapide.

Les étourneaux produisent deux nids par an avec environ quatre à six œufs par couvée, ce qui est plus que la plupart des oiseaux indigènes, a déclaré Noel.

Noel a déclaré que les étourneaux sont des généralistes lorsqu’il s’agit de manger et de manger une plus large gamme d’articles que leurs homologues indigènes.

Une étude de l’Université Cornell aux États-Unis suggère que les étourneaux peuvent également avoir des avantages génétiques qui les aident à s’adapter plus rapidement à différents environnements.

Impacter

En raison de leur grand nombre et de leur nature grégaire, a déclaré Noel, les étourneaux ont de nombreux impacts sur la biodiversité et l’agriculture indigènes.

« Ils nichent dans des cavités et … ils prendront le contrôle des sites de nos espèces indigènes, comme les pics, les scintillements, les moucherolles ou les hirondelles bicolores », a-t-elle déclaré.

« Dans les zones agricoles, ils peuvent causer de graves dommages en se nourrissant des fruits des vergers ou des vignobles. Et ils sont également connus pour voler des céréales ou de la nourriture pour le bétail. »

Colleen Barber, professeure de biologie à l’Université Saint Mary’s à Halifax, étudie les étourneaux avec ses étudiants depuis 2007. Elle a déclaré qu’il n’y avait pas de consensus sur l’impact des étourneaux.

Barber a déclaré avoir entendu des affirmations selon lesquelles les oiseaux sont destructeurs, mais elle a également vu des recherches selon lesquelles ils ne sont pas dommageables et sont bien adaptés à l’écosystème.

Un étourneau est assis sur un rocher
On pense généralement que les étourneaux européens ont été introduits pour la première fois en Amérique du Nord à la fin du 19e siècle, lorsque 50 couples reproducteurs ont été relâchés à New York. (Musée royal de la Colombie-Britannique)

« Presque naturalisé »

Compte tenu de la longueur d’avance que les étourneaux ont depuis un siècle pour s’établir, Noel a déclaré que la Nouvelle-Écosse ne pouvait pas faire grand-chose à propos de l’oiseau qui est maintenant « tellement établi et presque naturalisé ».

Noel a déclaré que le conseil se concentre sur la détection précoce des espèces envahissantes afin de pouvoir créer un plan de gestion.

C’est un point de vue partagé par Hope Swinimer, fondatrice de Hope for Wildlife, une organisation néo-écossaise de réhabilitation et d’éducation faunique.

« C’est ici, et lorsqu’une espèce envahissante arrive pour la première fois dans notre province, c’est probablement le moment de s’attaquer au problème », a-t-elle déclaré.

« S’ils sont ici depuis plus de 100 ans, peut-être qu’ils sont maintenant tellement intégrés qu’ils font du bien à certains égards. »

Hope for Wildlife a réhabilité et relâché des étourneaux dans le passé, comme l’autorise le ministère des Ressources naturelles et des Énergies renouvelables, a-t-elle déclaré.

Elle s’est souvenue qu’une fois, quelqu’un avait déposé un étourneau qui pouvait parler et qu’il « avait provoqué une tempête ». Après avoir relâché l’oiseau, il est resté sur la propriété pendant plusieurs années avant de disparaître.

« Ce sont des animaux assez étonnants – ils le sont vraiment », a-t-elle déclaré.

« Oiseaux étonnants »

Barber a déclaré qu’après avoir étudié l’espèce pendant environ 18 ans, elle aussi en est venue à apprécier ce que sont les étourneaux d’oiseaux étonnants.

« Tous les deux s’occupent des œufs et des jeunes », a déclaré Barber. « Ce sont des parents incroyables.

« Ils ont chacun leurs propres personnalités distinctes que vous apprenez à connaître. Nous avons des oiseaux qui reviennent … pendant 10 ans. Vous apprenez à les connaître et nous les considérons comme des individus, pas comme une espèce nuisible. »

Barber a déclaré qu’après plus d’un siècle de propagation réussie, le succès de l’étourneau pourrait toucher à sa fin car leur population est en forte baisse.

Elle a dit que cela est probablement attribuable aux pesticides et à la pollution.

Barber a déclaré que de nombreuses personnes, y compris certains de ses propres étudiants, ressentent de l’animosité envers l’étourneau.

Elle espère que les gens réalisent qu’ils font partie de l’écosystème et qu’ils ont un rôle à jouer.

« Le niveau de haine pour les étourneaux de certaines personnes me surprend simplement », a déclaré Barber.

« C’est juste une focalisation si étroite sur une espèce d’oiseau qu’ils considèrent comme étant introduite et… ‘venant de loin' ».

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Tandance