Le projet Hydrogène se positionne au cœur de la transition énergétique. Il est le fruit d'une collaboration entre le laboratoire académique iSm2 (Institut des Sciences Moléculaires de Marseille) et l'entreprise RENER.

Face à l'urgence climatique et au défi énergétique du XXIe siècle, l'hydrogène moléculaire (H₂​) est le vecteur énergétique idéal pour stocker l'énergie renouvelable et décarboner les secteurs industriels et des transports. Toutefois, son intégration à grande échelle est freinée par des obstacles majeurs tel que le mode de production générant d'importantes émissions de CO₂​. L'alternative écologique, l'électrolyse de l'eau, demeure coûteuse.

Ainsi, nos recherches se concentrent sur l'amélioration de la technologie d'électrolyse à membrane échangeuse de protons (PEM), reconnue comme la solution la plus mature et flexible pour produire de l'hydrogène bas carbone. Or, ces électrolyseurs présentent une dépendance aux catalyseurs coûteux et rares comme le platine et l'iridium; d'autre part, leur fonctionnement exige l'utilisation d'eau ultra-pure, ce qui augmente la complexité et les coûts d'exploitation des systèmes.

Notre objectif : concevoir et industrialiser un dispositif de production d’hydrogène bas carbone qui lève ces limitations, en proposant une alternative performante, durable et plus abordable au PEM.

En combinant les expertises de l'iSm2 et de RENER, le projet hydrogène contribue activement à la stratégie nationale pour l'hydrogène décarboné et au Plan France 2030.

Notre technologie de rupture s'attaque directement au cœur du problème des coûts : le catalyseur.

Nous développons une cathode bio-inspirée qui s'affranchit du platine en utilisant un catalyseur moléculaire à base de métaux non-nobles et abondants. Notre démarche s'inspire des hydrogénases (ces enzymes naturelles capables de convertir l'hydrogène), pour reproduire leur efficacité dans un système artificiel et durable.

Cette approche permet :

• La réduction des coûts : Remplacement des métaux rares par des métaux de transition abondants.
• Une simplicité opérationnelle : La conception permet de produire l'hydrogène efficacement sans nécessiter d'eau ultra-pure.

Cette R&D est protégée par plusieurs dépôts de brevets, notamment un premier sur le concept initial de catalyseur moléculaire bio-inspiré destiné à la production d’hydrogène par réduction électrocatalytique de protons (Brevet FR3154331) et un second portant sur un procédé innovant de production d’hydrogène bas carbone en matrice solide (FR2501389).

Le projet bénéficie d'un soutien institutionnel, reconnaissant sa pertinence pour la filière de l'hydrogène décarboné. Le Pôle Innovation Novachim soutient pleinement ce projet et le pôle de compétitivité Capenergies a récemment labélisé le projet  pour sa pertinence et sa qualité.

Pour garantir la performance de notre innovation, le projet Hydrogène dispose d'installations sur le campus de Saint-Jérôme, au laboratoire de l’iSm2 à Marseille. Notre laboratoire de chimie est l'épicentre de la recherche, permettant la synthèse et la caractérisation physico-chimique des catalyseurs moléculaires. Pour évaluer l'efficacité de la cathode bio-inspirée, nous utilisons un chromatographe en phase gazeuse associé à un potentiostat, ce couplage instrumental nous offrant la capacité de quantifier l'hydrogène produit avec précision.

Laboratoire de chimie

Montage expérimental pour la production d'hydrogène

La solidité du partenariat iSm2-RENER est attestée par un historique de collaborations et de financements conjoints qui ont permis de faire progresser l'innovation :

Papadakis M., et al, Dalton Transactions, 2020, 49, 5064.
Ladomenou, K., et al, European Journal of Inorganic Chemistry, 2021, 30, 3097.
Barrozo, A., & Orio, M., et al. RSC Advances, 2021, 11, 5232.
Barrozo, A., & Orio M., ChemPhysChem, 2022, 23, e202200056.
Papadakis, M., et al, European Journal of Inorganic Chemistry, 2023, 26, e202300352.
Papadakis, M., et al, ChemCatChem, 2024, e202400426.
Papadakis, M., et al, Dalton Transactions, 2025, 54, 8113.
Catalyseur et procédé de production d’hydrogène par réduction de protons, Brevet français FR2311529.
Co-inventeurs: Papadakis, M., Hardré, R., Orio., M. Bulletin Officiel de la Propriété Industrielle, 25/17, 38
Electrocatalyseurs pour la réaction d’évolution d’hydrogène, Brevet français FR2501389.
Co-inventeurs: Papadakis, M., Delmotte, L., Hardré, R., Orio., M. Dépôt INPI référence BR2643FR00