Se chauffer sans prise de courant : Des scientifiques chinois ont simulé comment une pompe à chaleur peut fonctionner uniquement avec de l’hydrogène. Le système pourrait répondre aux besoins en eau chaude d’un foyer.
Une pompe à chaleur qui ne nécessite aucune connexion électrique – des chercheurs de l’Université de technologie de Dongguan et de l’Université Sun Yat-sen en Chine l’ont examinée dans une étude de simulation. Leur approche : une pile à combustible transforme directement l’hydrogène en électricité, qui alimente ensuite une pompe à chaleur. La chaleur produite est stockée dans un réservoir de matériau à changement de phase (PCM) et peut être libérée lorsque nécessaire.
Comment fonctionne le système
Au cœur du dispositif se trouve une pile à combustible à membrane échangeur de protons (PEMFC). Elle transforme l’hydrogène et l’oxygène en eau et génère de l’électricité – sans combustion et sans émission. Cette électricité alimente le compresseur d’une pompe à chaleur. La chaleur produite est dirigée vers un réservoir de matériau à changement de phase (PCM), où elle est stockée et peut être restituée lorsque le besoin se fait sentir.
Les résultats de la simulation, publiés dans la revue spécialisée Results in Engineering (2026), montrent que le système est fondamentalement capable de couvrir les besoins quotidiens en eau chaude d’un foyer. Les chercheur·e·s estiment ce besoin à environ 3,5 kilowattheures – pour 75 litres d’eau avec une élévation de température de 40 degrés Celsius.
La température de la cathode comme facteur déterminant
La température d’entrée au niveau de la cathode de la pile à combustible influence fortement l’efficacité globale du système. En faisant passer sa température de l’admission de 2 à 34 degrés Celsius, le coefficient hydrogène–chaleur s’améliore de 29,4 % — passant de 28,458 à 36,825 kilowattheures par kilogramme d’hydrogène. Autrement dit, plus la pile fonctionne chaude, plus on génère d’énergie.
Cas d’utilisation et le problème de l’hydrogène
Selon les auteur·e·s de l’étude, un tel système ne se révèle rentable que s’il n’y a pas de raccordement électrique pour une pompe à chaleur traditionnelle. C’est le cas pour des bâtiments isolés sans électricité, comme des refuges en montagne ou d’autres habitations éloignées de la civilisation.
Un problème majeur concerne le rôle de l’hydrogène dans cette technologie. La rentabilité financière d’une pompe à chaleur alimentée par hydrogène dépend notamment de la disponibilité et des prix de l’hydrogène. De plus, la production d’hydrogène nécessite beaucoup d’énergie. Selon la source d’énergie utilisée pour cette production, une pompe à chaleur à hydrogène peut être plus nuisible pour le climat qu’une pompe à chaleur conventionnelle.
Une solution potentielle est proposée par l’Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires (ISE). Des chercheur·e·s de l’institut ont développé une combinaison de modules photovoltaïques et d’électrolyse, utilisant l’énergie solaire pour transformer l’eau en oxygène et en hydrogène. Ainsi, les bâtiments isolés pourraient produire leur propre hydrogène. Cependant, cette technologie n’en est encore qu’à ses débuts.
Prototype manquant et obstacles potentiels
La étude chinoise repose exclusivement sur des simulations informatiques utilisant des modèles validés expérimentalement. Aucune unité réelle n’a été construite. Les chercheurs soulignent également que des températures de cathode plus élevées peuvent assécher la membrane de la pile à combustible et l’endommager à long terme. Ce dilemme entre efficacité et durabilité doit être pesé avec soin lors d’une mise en œuvre pratique.
Sources utilisées : Yantong Li et al., « Impact des conditions thermiques sur une pompe à chaleur CO2 alimentée par hydrogène avec PCM », Results in Engineering, tome 32 (2026), Fraunhofer‑Institut für Solare Energiesysteme ISE
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