Le craquage de l'eau est un procédé permettant l'obtention d'hydrogène et de d'oxygène en dissociant les atomes composant la molécule d'eau H2O. Il s'agit d'une réaction thermochimique se produisant à haute température (entre 850°C et 900°C).
Il s'agit de l'une des pistes envisagée pour la production en très grande quantité d'hydrogène à destination des piles à combustible, notamment pour les applications mobiles (voiture, téléphone portable, laptop, etc.)
Bilan de la décomposition d'une molécule d'eau :
H2O → H2 + ½ O2
La molécule d'eau H2O est constituée de 2 liaisons O-H et chaque liaison a une énergie molaire de 460 kJ, ce qui représente 2 x 460 = 920 kJ pour une mole d'eau.
D’où la rupture des liaisons O-H des molécules d'eau pour une mole d'eau nécessite l'apport de 920 kJ (côté gauche de l’équation).
Cependant la recomposition des atomes d'hydrogène H en H2 (hydrogène gazeux) va produire un apport d'énergie :
H-H → H2
Cette recomposition apporte 432 kJ.
De même pour la recomposition des atomes d'oxygène :
½ O-O → ½ O2
Cette réaction va libérer ½ x 494 kj soit 247 kJ.
Solde de l'opération :
920 - 432 - 247 = 241 kJ
Ainsi la fabrication de 2 g d'hydrogène par craquage d'une mole d’eau (sans tenir compte des pertes) nécessite l'apport de 241 kJ, soit 120.500 kJ pour fabriquer 1 kg d’hydrogène.
Comme mentionné plus haut, ce phénomène, qui attend encore d'arriver à un stade de maturité industrielle et économique, est l'une des pistes envisagées pour la fabrication d'hydrogène en grande quantité pour servir de vecteur d'énergie propre pour les années futures. L'utilisation étant prévue principalement dans les unités mobiles comme les téléphones portables, les ordinateurs, les automobiles, etc.
La production de l'énergie nécessaire au craquage, afin d'être une véritable avancée sur le plan écologique, devra se faire par une source d'énergie primaire propre et ne rejetant pas de gaz à effet de serre.
C'est la filière nucléaire qui offre ici la piste la plus prometteuse. En effet, les réacteurs nucléaires de nouvelle génération, encore sur la planche à dessin, pourraient permettre un double usage de la fission à des fins de production électrique classique et d'hydrogène. Les réacteurs nucléaires du type HTR (High Temperature Reactor | Réacteur à Haute Température) ou HTGR (Hight Temperature Gaz Cooled Reactor | Réacteur Haute Température refroidit au Gaz) permettront, s'ils sont produits, d'atteindre les températures de l'ordre de 900°C nécessaires au craquage de la molécule d'eau.
L'avantage du HTGR est qu'il brûle les matières fissibles les plus fréquentes, dont le plutonium. L'autre avantage de l'utilisation de l'énergie nucléaire réside dans le fait que les déchets sont produits dans des quantités très faibles pour une production d'énergie inégalée, et que ceux-ci peuvent être stockés en attente d'enfouissement, traitement ou autre procédé. Le stockage des déchets étant l'une des propriétés du nucléaire qui lui est spécifique.Ces déchets sont extrêmement poluants et sur une très longue période, il serait préférable de trouver une énergie alternative plus "propre".