En juillet 2026, Evonik a inauguré son site pilote de production de membranes échangeuses d'anions (MEA) à Marl, en Allemagne, lançant la production des membranes haute performance DURAION®. Avec une capacité annuelle permettant d'alimenter jusqu'à 2,5 GW d'installations d'électrolyseurs, soit un quart de la capacité d'électrolyse totale prévue en Allemagne pour 2030, cette membrane est spécialement conçue pour les conditions de haute densité de courant et de haute pression et est fabriquée sans PFAS. Evonik a également établi un centre MEA à Shanghai afin de tester des solutions d'intégration de membranes avec ses clients en conditions réelles d'exploitation. Le fabricant américain d'électrolyseurs MEA Power to Hydrogen (P2H2) a été désigné Pionnier technologique 2026 par le Forum économique mondial. La conception de son électrolyseur MEA vise à réduire le coût de production d'hydrogène vert jusqu'à 65 %. P2H2 déploie un système à échelle commerciale au port d'Anvers-Bruges, en Belgique, et construit un électrolyseur MEA de 0,5 MW pour le projet européen PYROCO2. En mai 2026, Enapter a lancé sa nouvelle pile Stack 250, capable de produire environ 100 kg d'hydrogène de haute pureté par jour et par pile. Sa conception modulaire permet d'adapter les systèmes d'électrolyse AEM jusqu'à 100 MW, voire au gigawatt, et la pile est entièrement compatible avec les systèmes d'électrolyse alcaline. Selon l'Agence internationale de l'énergie, le prix moyen mondial des électrolyseurs AEM était d'environ 2 864 USD/kW en 2025. Grâce à la production en série de la membrane d'Evonik, ce prix devrait passer sous la barre des 2 200 USD/kW d'ici fin 2026, notamment grâce à l'utilisation de catalyseurs à base de métaux non précieux, ce qui réduit considérablement les coûts d'investissement globaux du système.
En 2026, de nombreux travaux universitaires de grande qualité ont été publiés dans le domaine des électrolyseurs AEM, portant sur les matériaux de membrane, les catalyseurs et l'ingénierie des dispositifs. Les cinq articles représentatifs suivants, parus dans Advanced Materials, le Journal of Materials Chemistry A, Energy & Environmental Science, une revue de Materials et une revue de ScienceDirect, repoussent les limites de performance et de stabilité des électrolyseurs AEM sous différents angles.
Le projet Advanced Materials se concentre sur le fonctionnement stable à long terme des électrolyseurs AEM à des densités de courant de l'ordre de l'ampère. Grâce à une régulation à l'échelle atomique, il résout les principaux problèmes que sont le décollement de la couche catalytique et la dégradation rapide des performances sous courant élevé, répondant ainsi directement à l'enjeu crucial du passage des électrolyseurs AEM du laboratoire à l'application industrielle.
Le Journal of Materials Chemistry A présente une membrane échangeuse d'anions renforcée par un copolymère de cyclooléfine (COC). Elle atteint une densité de courant de 2,24 A cm⁻² à 1,8 V et une conductivité en ions hydroxyde de 127 mS cm⁻¹ à 80 °C. Cette membrane composite est considérée comme un nouveau matériau pour membrane échangeuse d'anions (MEA) alliant conductivité élevée, stabilité chimique et potentiel de production à grande échelle à faible coût.
La revue Energy & Environmental Science révèle une nouvelle voie, au-delà de la réaction d'oxydation de l'eau traditionnelle, le couplage direct des radicaux OO, qui permet un fonctionnement stable des électrolyseurs AEM à des densités de courant de l'ordre de l'ampère. Ceci fournit un cadre théorique entièrement nouveau pour la conception de catalyseurs OER à base de métaux non précieux, contribuant à réduire la dépendance aux métaux du groupe du platine et, par conséquent, à alléger la pression exercée sur le recyclage des métaux précieux .
L'article publié dans Materials examine systématiquement les progrès réalisés en matière de matériaux d'électrode dans les technologies d'électrolyse ALK, PEM, SOEC et AEM de 2021 à 2025. Il se concentre sur l'état actuel de l'application des catalyseurs à base de métaux non précieux à l'anode et à la cathode des électrolyseurs AEM et sur la manière dont l'optimisation de la structure des électrodes améliore l'efficacité du système.
L'article de ScienceDirect dresse un panorama complet des technologies actuelles en matière de piles d'électrolyse de l'eau à membrane échangeuse d'anions (AEM), couvrant des puissances allant de 0,1 à 2,5 kW dans la recherche académique à environ 2,5 kW à 5 MW dans les applications industrielles. Il propose une comparaison détaillée de l'influence de paramètres tels que les électrocatalyseurs, les couches de transport poreuses, la température et la composition de l'électrolyte sur les performances et la stabilité des piles.
Polymère liant non ionique : Siemens Energy a développé des électrodes d'électrolyseur AEM utilisant un liant non ionique et sans fluor. L' électrode hydrophobe expulse l'électrolyte liquide des canaux de transport, réduisant ainsi la pression de sursaturation en hydrogène. À 2 A cm⁻², le passage d'hydrogène chute à 0,8 % et la surtension est inférieure de 40 mV à celle des ionomères anioniques traditionnels. La cathode non ionique reste stable pendant plus de 1 000 heures de fonctionnement, ce qui ouvre la voie à une nouvelle génération d'électrodes d'électrolyseur AEM durables.
Membrane de poly(triphénylalkyl) réticulée : Une membrane échangeuse d'anions (MEA) réticulée non ionique, dotée de chaînes latérales dicationiques, a atteint une conductivité de 141,9 mS cm⁻¹ à 80 °C et a conservé 90,9 % de sa conductivité initiale après 1 600 heures d'immersion dans un milieu fortement alcalin à 60 °C. Grâce à la conception synergique de la réticulation non ionique et des chaînes latérales dicationiques, cette étude améliore significativement la stabilité chimique de la MEA en milieu alcalin.
Durabilité et dégradation des membranes échangeuses d'anions (MEA) : Cette étude analyse systématiquement les mécanismes de dégradation des membranes dans les électrolyseurs MEA, notamment la dégradation chimio-mécanique du squelette polymère, la dégradation des groupements ammonium quaternaires par les radicaux hydroxyles et le gonflement de la membrane. Les produits de dégradation chimique contaminent la couche catalytique et entraînent une perte de performance. L'étude propose une cartographie claire des mécanismes de défaillance, permettant d'allonger la durée de vie des électrolyseurs MEA.
Conception et évaluation d'un électrolyseur AEM : Cette recherche a permis de développer un nouvel électrolyseur AEM poreux à double couche utilisant deux couches superposées de treillis de nickel de porosités différentes comme anode , optimisées par la méthode de Taguchi. Cette conception, qui rompt avec les configurations conventionnelles, améliore l'efficacité du transfert de masse et fournit une base de conception quantitative pour la mise à l'échelle industrielle des électrolyseurs AEM.
Catalyseur bifonctionnel : des nanofeuilles hétérostructurées Fe₃O₄/Co₃S₄ co-dopées Ni,Mn, présentant une activité catalytique pour le dégagement d'oxygène et d'hydrogène, sont décrites. À des densités de courant industrielles, la conception de catalyseurs bifonctionnels à base de métaux non précieux réduit considérablement la consommation de métaux du groupe du platine, allégeant ainsi fortement le recyclage des métaux précieux. Elle simplifie également la récupération du titane et du nickel ; les catalyseurs à base de nickel et les électrodes en maille de nickel peuvent être directement recyclés après leur mise hors service, tandis que les plaques bipolaires en titane présentent également une bonne recyclabilité.
Conception de la couche cathodique : Grâce à une analyse cinétique, cette étude établit des principes de conception généraux pour les catalyseurs et les couches catalytiques de cathode dans les électrolyseurs AEM, en analysant systématiquement les relations structure-performance. Elle comble le manque méthodologique entre le développement des matériaux catalytiques et la conception des électrodes, en fournissant des objectifs clairs pour la conception quantitative des cathodes AEM.
Le projet Smart Hydrogen Hub du port de Rotterdam a choisi l'électrolyseur AEM Nexus 2500 d'Enapter comme technologie de base. Ce système est un électrolyseur AEM multicœur de 2,5 MW conçu pour les applications industrielles. Son architecture modulaire permet une extension de capacité progressive et un fonctionnement flexible en fonction des fluctuations de la production d'énergie renouvelable. Situé dans le quartier M4H (Merwe-Vierhavens), une zone en cours de réaménagement en pôle d'innovation, le projet est développé conjointement par Platform Zero, Adsensys, le port de Rotterdam, InnovationQuarter et d'autres partenaires publics-privés. Il démontrera l'intégration de la production d'énergie photovoltaïque, du stockage d'énergie, de la production d'hydrogène, de la certification et de l'utilisation locale au sein d'un système énergétique unique et flexible pour les applications industrielles, de transport et maritimes. Selon des sources proches du projet, le système d'électrolyse AEM produit directement de l'hydrogène de haute pureté à 35 bars, éliminant ainsi la consommation d'énergie liée à la compression. La consommation électrique globale du système est d'environ 4,2 kWh/Nm³ et son fonctionnement est stable sur une plage de charge de 20 % à 125 %. L'expérience acquise lors de ce projet de démonstration montre que la vitesse de réponse des électrolyseurs AEM, même en cas de variations de puissance, est comparable à celle des électrolyseurs PEM . De plus, grâce à l'utilisation d'électrodes à base de nickel, les coûts d'exploitation et de maintenance sont nettement inférieurs à ceux des systèmes contenant des métaux du groupe platine. Ces données opérationnelles réelles constituent une base fiable pour le déploiement à grande échelle des électrolyseurs AEM dans les ports et les zones industrielles.
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